《核聚變、核能的利用與環(huán)境保護》班級姓名座號一、單項選擇題1.發(fā)生輕核聚變的方法是用中子轟擊保持室溫環(huán)境，增大壓強把物質(zhì)加熱到幾百萬攝氏度以上的高溫用y光子照射北京奧委會接受專家的建議，大量采用對環(huán)境有益的新技術.奧運會場館周圍80%?90%的路燈將利用太陽能發(fā)電技術，奧運會90%的洗浴熱水將采用全玻璃真空太陽能集熱技術.太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內(nèi)部高溫高壓條件下的熱核聚變反應形成的，其核反應方程是4：H—4He+20ei7N+4He—18Q+1H292U+1n-~154Xe+90Sr+100n292U―290Th+4He一個氘核（1H）與一個氤核（1H）發(fā)生聚變，產(chǎn)生一個中子和一個新核，并出現(xiàn)質(zhì)量虧損.該聚變過程中吸收能量，生成的新核是2He放出能量，生成的新核是4He吸收能量，生成的新核是3He放出能量，生成的新核是2He重核裂變和輕核聚變是人類利用原子能的兩種主要方法，下面關于它們的說法正確的是裂變和聚變過程都有質(zhì)量虧損裂變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量有所增加裂變過程質(zhì)量有所增加，聚變過程有質(zhì)量虧損裂變和聚變過程質(zhì)量都有所增加在某些恒星內(nèi)，3個a粒子結合成1個譬核，12C原子的質(zhì)量是12.0000u，*He原子的質(zhì)量是4.0026u.已知1u=1.66x10-27kg，則下列各選項錯誤的是反應過程中的質(zhì)量虧損是Am=0.0078u反應過程中的質(zhì)量虧損是Am=1.29x10-29kg反應過程中釋放的能量是7.26MeV反應過程中釋放的能量是1.16X10-19J原子彈和氫彈各是根據(jù)什么原理制造的都是依據(jù)重核的裂變都是依據(jù)輕核的聚變原子彈是根據(jù)輕核聚變，氫彈是根據(jù)重核裂變原子彈是根據(jù)重核裂變，氫彈是根據(jù)輕核聚變

原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源.當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參與的幾種聚變反應可能發(fā)生，放出熱量.這幾種反應的總效果可以表示為62H―-^2He+^1H+2Jn+43.15MeV，由平衡條件可知A. k=1， d=4 B. k=2， d=2C. k=1，d=6 D. k=2, d=3現(xiàn)已建成的核電站能量來自于天然放射性元素衰變放出的能量B?人工放射性同位素放出的能量重核裂變放出的能量化學反應放出的能量二、多項選擇題下列核反應方程式中，表示衰變過程的是1lno++oe78H142A.30P—30Si+0e B.2H+3H—1lno++oe78H142C.14C―-i4N+_0e D.i4N+4He-關于核電站，以下說法正確的是核電站中的核裂變是無法控制的當前核電站主要是利用核裂變釋放能量核電站使用過的核燃料還可以在火力發(fā)電廠中二次利用核電站釋放核能的設備是核反應堆當前核電站主要是利用核裂變釋放能量核電站使用過的核燃料還可以在火力發(fā)電廠中二次利用1994年3月，中國科技大學研制成功了比較先進的HT7型超導托卡馬克.托卡馬克

是研究受控核聚變的一種裝置，如圖所示.根據(jù)以上信息，下述判斷中正確的是核反應原理是氘原子核在裝置中聚變成氦核，同時釋放出大量的能量，和太陽發(fā)光的原理類似線圈的作用是通電產(chǎn)生磁場使氘核等帶電粒子在磁場中旋轉而不會逃逸這種裝置同我國秦山、大亞灣核電站所使用核反應裝置的原理相同這種裝置可以控制熱核反應速度，使聚變能緩慢而穩(wěn)定地進行三、計算題試求在氫彈中合成1kg的氦時所釋放出的能量.（氘核2H的質(zhì)量為2.0141u，氤核3H的質(zhì)量為3.0160u，氦核/He的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u）一個質(zhì)子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氤核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH=1.0073u,中子質(zhì)量m=1.0087u,氤核質(zhì)量m=3.018u.&)寫出聚變方程.釋放出的核能有多大？平均每個核子釋放的能量有多大？太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要由電子和質(zhì)子、氦核等原子核組成.維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應，核反應為2個電子與4個質(zhì)子聚變?yōu)楹?已知太陽的質(zhì)量為2x1030kg，太陽向周圍空間輻射能量的總功率為3.8X1026W.寫出上述聚變反應的核反應方程.已知質(zhì)子質(zhì)量m=1.6726x10-27kg，*He質(zhì)量m=6.6458x10-27kg，電子質(zhì)量m=0.9x10-3。kg，光速c=3x108m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應所釋戒的核能.根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)計算太陽1秒鐘減少的質(zhì)量. 6Li ，一一.一.、一15.靜止在勻強磁場中的鋰核3Li，俘獲一個速度q=7.7x104m/s的中子，發(fā)生如下核反. 6Li+1〃t3h+4He 一、.應：3 0 1 2 ，右已知氦核的速度u2=2.0x104m/s，其方向與反應刖中子的速度方向相同，且垂直于磁場方向，求：3H的速度大小和方向。兩粒子的軌道半徑之比。兩粒子的轉動周期之比。參考答案解析：選C?要讓輕核發(fā)生聚變，必須要克服原子核間巨大的庫侖斥力做功，則必須讓輕核獲得足夠大的動能，我們只有把物質(zhì)加熱到幾百萬攝氏度以上的高溫才可以，正確選項為C.解析：選A?熱核聚變是指輕核結合為質(zhì)量較重的核的反應，故A正確；B項中為實現(xiàn)原子核人工轉變的反應，C項中為裂變，D項中為衰變，均不屬于聚變反應，故B、C、D不正確.解析：選B.由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷產(chǎn)生的新核是4He，其核反應方程式為1H+3H—0n+；He；由聚變反應中出現(xiàn)質(zhì)量虧損可知，該反應放出能量，B選項正確.解析：選A.重核裂變和輕核聚變都要釋放能量，也一定要發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項A正確.解析：選D.由題目可得此核反應的方程為3；He—126C+AE，則反應后的質(zhì)量虧損為Am=(3X4.0026—12.0000)u=0.0078X1.66X10—27kg=i.29X10—29kg，由質(zhì)能方程AE=Am?c2=1.29X10—29X(3.0X108)2J=1.161X10—12J=7.26MeV故A、B、C項正確，D錯誤.解析：選D?原子彈是根據(jù)重核裂變原理制造的，氫彈是根據(jù)輕核聚變原理制造的.解析：選B?根據(jù)核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得6X2=4t+d+2,6X1=2k+d，解得k=2,d=2.故正確答案為B.解析：選C.重核裂變可以控制，釋放能量較高，適用于核電建設解析：選A、C.A、C屬于衰變，B為輕核聚變，D為人工轉變.解析：選BC.核電站利用的是可控核裂變釋放的能量來發(fā)電，且核廢料具有放射性，不可以二次利用，A、D錯誤；核電站釋放核能在核反應堆中進行，B正確.解析：選ABD.可控核聚變在實驗階段已有大的進展，原料是氘或其同位素等輕核，選項A正確.由于聚變溫度太高，沒有什么容器能夠承受這么高的溫度，但磁場可以把它們約束在一個小范圍內(nèi)，因而選項B正確.我國秦山、大亞灣核電站的核反應為裂變，而不是聚變，所以選項C錯誤.這種反應人們在實驗室里可以人為控制反應速度，不是離實用階段還有一段距離，所以選項ABD正確.解析：設氫彈殼內(nèi)裝的是氘核和氚核，它們在高溫下聚變生成氦核，核聚變方程為1H+3H—2He+0n一個氘核2H與一個氚核1H發(fā)生反應放出的能量：AE=Amc2=(2.0141+3.0160-4.0026-1.0087)X931.56MeV=17.51MeV1kg氦中所含的原子數(shù)目X6.02X6.02X1023個N=nN、=A4=1.505X1026個這樣合成1kg氦時所放出的總能量E=NAE=1.505X1026X17.51MeV=2.64X1027MeV答案：2?64X1027MeV13.解析：(1)聚變方程為1日+2部一"(2)質(zhì)量虧損Am=mH+2m-m=(1.0073+2X1.0087-3.018)u=0.0067u.釋放的核能nAE=Amc2=0.0067X931.56MeV^6.24MeV.(3)平均每個核子釋放的能量為624MeV=2.08MeVJ答案：(1)1H+21n—1H(2)6.24MeV(3)2.08MeV14.解析：(1)20e+4]H—；He根據(jù)質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程，該核反應每發(fā)生一次釋放的核能為AE=(4m+2me-加(^2，代入數(shù)值 p°AE=(4X1.6726X10-27+2X0.90X10-30-6.6458X10-27)X(3X108)2J=4.2X10-12J由題中數(shù)據(jù)知太陽釋放的能量為3.8X1026J,則太陽每秒減少的質(zhì)量Am=7T=c3.8X1026標麗kg=4X109kg.答案：(1)2-0e+41H—4He4.2X10-12J4X109kg1.0x103m/解：(1)速度大小為 ’s，方向與中子方向相反；(2)軌道半徑之比為3：40；(3)轉動周期之比為3：2。(1)在核反應前后，系統(tǒng)的動量守恒，即m1u1=m2u2+m3u3mU-m。％7.7x104-4x2.0x104%= m3 = 3 =-1.0x103(ms)3H 1.0x103m1H的速度大小為 /s，方向與中子速度方向相反。(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，向心力是洛倫茲力。TOC\o"1-5"\h\z