第6節(jié)核_裂_變1.核裂變：重核分裂為質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反響。2．鏈?zhǔn)椒错懀河芍睾肆炎儺a(chǎn)生的中子使裂變反響一代接一代連續(xù)下去的過(guò)程。3．鏈?zhǔn)椒错懙臈l件：發(fā)生裂變物質(zhì)的體積大于臨界體積，或裂變物質(zhì)的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量。一、核裂變1．核裂變重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)質(zhì)量差不多的新原子核，并放出核能的過(guò)程。2．鈾核裂變用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，其產(chǎn)物是多種多樣的，其中一種典型的反響是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n。3．鏈?zhǔn)椒错懏?dāng)一個(gè)中子引起一個(gè)重核裂變后，裂變釋放的中子再引起其他重核裂變，且能不斷連續(xù)下去，這種反響叫核裂變的鏈?zhǔn)椒错憽?．臨界體積和臨界質(zhì)量把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懙淖钚◇w積叫作它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫作臨界質(zhì)量。5．鏈?zhǔn)椒错懙臈l件發(fā)生裂變物質(zhì)的體積大于臨界體積或裂變物質(zhì)的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量。二、核電站1．核能釋放的掌握通過(guò)可掌握的鏈?zhǔn)椒错憣?shí)現(xiàn)核能釋放的裝置稱(chēng)為核反響堆。2．慢化劑反響堆中，為了使裂變產(chǎn)生的快中子減速，在鈾棒四周要放“慢化劑〞，常用的慢化劑有石墨、重水和一般水。3．掌握棒為了掌握反響速度，還需要在鈾棒之間插進(jìn)一些鎘棒，它汲取中子的力量很強(qiáng)，反響過(guò)于猛烈時(shí)，可將其插入深一些，多汲取一些中子，鏈?zhǔn)椒错懙乃俣染蜁?huì)慢一些，這種鎘棒叫做掌握棒。4．能量輸出核燃料裂變釋放的能量使反響區(qū)溫度上升，水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反響堆內(nèi)外循環(huán)流淌，把反響堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電。5．核能發(fā)電的效益(1)一座百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電站，每年只消耗30噸左右的濃縮鈾，而同樣功率的火電站，每年要燒煤250萬(wàn)噸。(2)核電技術(shù)已經(jīng)成熟，在經(jīng)濟(jì)效益方面也跟火力發(fā)電不相上下。(3)作為核燃料的鈾、釷等在地球上的可采儲(chǔ)量所能供應(yīng)的能量，比煤、石油等所供應(yīng)的能量大15倍左右，核電對(duì)環(huán)境的污染比火電小。6．核污染的處理為阻擋射線對(duì)人體的損害和放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣和工作場(chǎng)所造成放射性污染，在反響堆外面需要修建很厚的水泥層，用來(lái)屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線，核廢料具有很強(qiáng)的放射性，需要裝入特制容器，深埋地下。1．自主思索——判一判(1)鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量時(shí)鏈?zhǔn)椒错懖拍懿煌５剡M(jìn)行下去。(√)(2)鈾核裂變時(shí)能釋放出多個(gè)中子。(√)(3)掌握棒是通過(guò)汲取中子多少來(lái)掌握鏈?zhǔn)椒错懰俣鹊摹?√)(4)核裂變釋放的大量核能是通過(guò)在反響堆內(nèi)外循環(huán)流淌的液體傳輸出去的。(√)(5)核電廢料難以處理，對(duì)環(huán)境的污染比火電大。(×)2．合作探究——議一議(1)鈾核的裂變是一種自然?放射現(xiàn)象嗎？提示：不是。鈾核在受到中子轟擊后才發(fā)生裂變，不是自然?放射現(xiàn)象，屬于核反響。(2)鈾核裂變的核反響方程是唯一的嗎？提示：不是。鈾核裂變的生成物并不確定，所以其核反響方程不是唯一的。(3)慢化劑的作用是什么？是為了減慢裂變速度嗎？提示：慢化劑的作用是使快中子減速，以便于中子與鈾核作用發(fā)生鏈?zhǔn)椒错?，不是為了減慢裂變速度，而是為了提高中子的利用率。對(duì)鈾核裂變和鏈?zhǔn)椒错懙姆治?．鈾核的裂變和裂變方程(1)核子受激發(fā)：當(dāng)中子進(jìn)入鈾235后，便形成了處于激發(fā)狀態(tài)的復(fù)核，復(fù)核中由于核子的猛烈運(yùn)動(dòng)，使核變成不規(guī)那么的外形。(2)核子分裂：核子間的距離增大，因而核力快速減弱，使得原子核由于質(zhì)子間的斥力作用而分裂成幾塊，同時(shí)放出2或3個(gè)中子，這些中子又引起其他鈾核裂變，這樣，裂變就會(huì)不斷地進(jìn)行下去，釋放出越來(lái)越多的核能。(3)常見(jiàn)的裂變方程：①eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n。②eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n。2．鏈?zhǔn)椒错懙臈l件(1)鈾塊的體積大于臨界體積。(2)鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量。以上兩個(gè)條件滿意一個(gè)，那么另一個(gè)條件自動(dòng)滿意。3．裂變反響的能量：鈾核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以放出能量。一個(gè)鈾235核裂變時(shí)釋放的能量假如按200MeV估算，1kg鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2800t標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的能量，裂變時(shí)能產(chǎn)生幾百萬(wàn)度的高溫。4．鈾235比鈾238更易發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懺谧匀?鈾中，主要有兩種同位素，99.3%的是鈾238，0.7%的是鈾235，中子能引起這兩種鈾核發(fā)生裂變，但它們和中子發(fā)生作用的狀況不同。(1)鈾235：俘獲各種能量的中子都會(huì)發(fā)生裂變，且俘獲低能量的中子發(fā)生裂變的概率大。(2)鈾238：只有俘獲能量大于1MeV的中子才能發(fā)生裂變，且裂變的幾率小。能量低于1MeV的中子只與鈾核發(fā)生彈性碰撞，不引起裂變。因此，為了使鏈?zhǔn)椒错懞?jiǎn)單發(fā)生，最好利用純鈾235。[典例]1938年哈恩用中子轟擊鈾核，發(fā)覺(jué)產(chǎn)物中有原子核鋇(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射線。以下關(guān)于這個(gè)試驗(yàn)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．這個(gè)試驗(yàn)的核反響方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(1,0)nB．這是一個(gè)核裂變過(guò)程，反響后粒子質(zhì)量之和大于反響前粒子質(zhì)量之和C．這個(gè)反響中釋放出的能量不行以用愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程來(lái)計(jì)算D．試驗(yàn)中產(chǎn)生的γ射線穿透力量極強(qiáng)[思路點(diǎn)撥](1)核反響方程必需滿意質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒。(2)核反響為放能反響時(shí)反響前粒子的質(zhì)量之和肯定大于反響后粒子的質(zhì)量之和。[解析]依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，鈾核裂變的核反響方程應(yīng)為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)A不正確；鈾核裂變過(guò)程中產(chǎn)生γ射線，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放的能量依據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程計(jì)算，選項(xiàng)B、C不正確；核反響中產(chǎn)生的γ射線，穿透力量極強(qiáng)，是能量極高的光子，選項(xiàng)D正確。[答案]D對(duì)重核裂變的兩點(diǎn)理解(1)重核裂變是中子轟擊質(zhì)量數(shù)較大的原子核，使之分裂成中等質(zhì)量的原子核，同時(shí)釋放大量的能量，放出更多的中子的過(guò)程。(2)重核的裂變是放能核反響，緣由是核反響前后質(zhì)量有虧損，根本緣由是重核的比結(jié)合能相比中等質(zhì)量的核的比結(jié)合能要小。所以在重核分解為兩個(gè)中等質(zhì)量核的過(guò)程中要釋放能量，而且釋放的能量遠(yuǎn)大于它俘獲中子時(shí)得到的能量。1．鏈?zhǔn)椒错懼?，重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是()A．質(zhì)子 B．中子C．β粒子 D．α粒子解析：選B重核裂變鏈?zhǔn)椒错懓l(fā)生依靠中子不斷地轟擊原子核使得裂變不斷進(jìn)行下去，應(yīng)選項(xiàng)B正確。2．[多項(xiàng)選擇]關(guān)于鈾核裂變，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂變成兩種不同的核B．鈾核裂變時(shí)還能同時(shí)釋放2～3個(gè)中子C．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒错懞?jiǎn)單進(jìn)行，最好用鈾235而不用鈾238D．鈾塊的體積對(duì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒错憻o(wú)影響解析：選BC鈾核受到中子的轟擊，會(huì)引起裂變，放出2～3個(gè)中子，裂變的產(chǎn)物是各種各樣的，具有極大的偶然性，只是裂變成兩塊的狀況多，也有的分裂成多塊，A錯(cuò)誤，B正確。鈾235受慢中子的轟擊時(shí)，裂變的概率大，而鈾238只有俘獲能量在1MeV以上的中子才能引起裂變，且裂變的概率小，C正確。而要引起鏈?zhǔn)椒错?，需使鈾塊體積超過(guò)臨界體積，故D錯(cuò)誤。3．核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒错懛懦龅木薮竽芰窟M(jìn)行發(fā)電，eq\o\al(235,92)U是核電站常用的核燃料。eq\o\al(235,92)U受一個(gè)中子轟擊后裂變成eq\o\al(144,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr兩局部，并產(chǎn)生________個(gè)中子。要使鏈?zhǔn)椒错懓l(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要________(選填“大于〞或“小于〞)它的臨界體積。解析：核反響方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，且該核反響方程為：eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,)56Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，即產(chǎn)生3個(gè)中子。臨界體積是發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懙淖钚◇w積，要使鏈?zhǔn)椒错懓l(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要大于它的臨界體積。答案：3大于核電站的工作原理及核力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)1．反響堆工作原理(1)熱源：在核電站中，核反響堆是熱源，如下圖為簡(jiǎn)化的核反響堆示意圖：鈾棒是燃料，由自然?鈾或濃縮鈾(鈾235的含量占2%～4%)制成，石墨(重水)為慢化劑，使反響生成的快中子變?yōu)槁凶樱阌阝?35的汲取，發(fā)生裂變，慢化劑附在鈾棒四周。(2)掌握棒：鎘棒的作用是汲取中子，掌握反響速度，所以也叫掌握棒。掌握棒插入深一些，汲取中子多，反響速度變慢，插入淺一些，汲取中子少，反響速度加快，采納電子儀器自動(dòng)調(diào)整掌握棒插入深度，就能掌握核反響的猛烈程度。(3)冷卻劑：核反響釋放的能量大局部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時(shí)通過(guò)水、液態(tài)鈉等作冷卻劑，在反響堆內(nèi)外循環(huán)流淌，把內(nèi)能傳輸出去，用于推動(dòng)蒸汽機(jī)，使發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)生裂變反響時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些有危急的放射性物質(zhì)，很厚的水泥防護(hù)層可以防止射線輻射到外面。2．核電站發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)(1)消耗的核燃料少。(2)作為核燃料的鈾、釷等在地球上可采儲(chǔ)量大。(3)對(duì)環(huán)境的污染要比火力發(fā)電小。[典例]利用反響堆工作時(shí)釋放出的熱能使水汽化以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，這就是核電站。核電站消耗的“燃料〞很少，但功率卻很大，目前，核能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，我國(guó)已經(jīng)具備了開(kāi)展核電的根本條件。(1)核反響堆中的“燃料〞是eq\o\al(235,92)U，完成下面的核反響方程式，eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(,54)Xe＋eq\o\al(90,)Sr＋10eq\o\al(1,0)n?！?0－27kg，中子的質(zhì)量為1.0087u，濃縮鈾中鈾235的含量占2%。(保存兩位有效數(shù)字，NA×1023mol－1)[解析](1)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n。(2)核電站每年放出的熱量Q＝Pt×109×3.6×103×24×365J≈×1016J一個(gè)eq\o\al(235,92)U裂變放出的熱量ΔE＝Δmc2＝(235.0439－89.9077－135.9072－9×1.0087)××10－27×(3×108)2J≈×10－11J需要濃縮鈾的質(zhì)量m＝eq\f(Q,ΔE·NA·2%)mU＝eq\×1016,×10－11××1023×0.02)×0.235kg×104kg。[答案](1)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)×104kg(1)裂變反響方程滿意電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒。(2)核電站向外輸送的能量是一個(gè)個(gè)核反響釋放核能的累加的結(jié)果，核反響次數(shù)n＝eq\f(Q,ΔE)是以核能全部轉(zhuǎn)化為電能為前提的。1．如圖是慢中子反響堆的示意圖，對(duì)該反響堆的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．鈾235簡(jiǎn)單汲取快中子后發(fā)生裂變反響B(tài)．快中子跟減速劑的原子核碰撞后能量削減，變成慢中子，慢中子簡(jiǎn)單被鈾235俘獲而引起裂變反響C．掌握棒由鎘做成，當(dāng)反響過(guò)于猛烈時(shí)，使掌握棒插入淺一些，讓它少汲取一些中子，鏈?zhǔn)椒错懙乃俣染蜁?huì)慢一些D．要使裂變反響更猛烈一些，應(yīng)使掌握棒插入深一些，使大量快中子碰撞掌握棒后變成慢中子，鏈?zhǔn)椒错懙乃俣染蜁?huì)快一些解析：選B快中子簡(jiǎn)單與鈾235擦肩而過(guò)，快中子跟減速劑(慢化劑)的原子核碰撞后能量削減，變成慢中子，慢中子簡(jiǎn)單被鈾235俘獲而引起裂變反響，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；掌握棒由鎘做成，鎘汲取中子的力量很強(qiáng)，當(dāng)反響過(guò)于猛烈時(shí)，使掌握棒插入深一些，讓它多汲取一些中子，鏈?zhǔn)椒错懙乃俣染蜁?huì)慢一些，選項(xiàng)C、D都錯(cuò)誤。2．原子反響堆是實(shí)現(xiàn)可掌握的重核裂變鏈?zhǔn)椒错懙囊环N裝置，它主要由四局部組成()A．原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)和掌握調(diào)整系統(tǒng)B．原子燃料、減速劑、發(fā)熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)C．原子燃料、減速劑、碰撞系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)D．原子燃料、中子源、原子能存聚系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)解析：選A原子反響堆里用的核燃料是用濃縮鈾(鈾235占2%～4%)制成的鈾棒；鈾235易俘獲慢中子，不易俘獲快中子，必需使用減速劑(如石墨、重水、一般水)，讓快中子跟減速劑的原子核碰撞后能量削減，變成慢中子；掌握調(diào)整系統(tǒng)是用于調(diào)整中子的數(shù)目以掌握反響速度，它是由鎘做成的置放在鈾棒之間的一些掌握棒及計(jì)算機(jī)調(diào)整系統(tǒng)組成；冷卻系統(tǒng)靠水或液態(tài)金屬鈉等流體在反響堆內(nèi)外循環(huán)流淌，把反響堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)使反響堆冷卻，保證平安。3．[多項(xiàng)選擇]為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的比重，我國(guó)制定了優(yōu)先選擇核能，其次加快開(kāi)展風(fēng)電和再生能源的政策，?核電中長(zhǎng)期開(kāi)展規(guī)劃?中要求2020年核電運(yùn)行裝機(jī)總?cè)萘康竭_(dá)4000萬(wàn)千瓦的水平，請(qǐng)依據(jù)所學(xué)物理學(xué)問(wèn)，推斷以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小B．核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大C．目前全部核電站都只利用重核裂變釋放大量的核能D．目前核電站只利用輕核聚變釋放大量的核能解析：選AC目前核電站都用核裂變，其原料是鈾，且核裂變?cè)诤朔错懚阎袘?yīng)用的是比擬清潔的能源，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。1．中國(guó)承諾到2020年碳排放量下降40%～45%。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)責(zé)任大國(guó)的承諾，我國(guó)將新建核電站工程。目前關(guān)于核電站獵取核能的根本核反響方程可能是()A.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HD.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He解析：選A重核的裂變是指質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，A是裂變反響，A正確；B為β衰變，C是發(fā)覺(jué)質(zhì)子的反響，D是α衰變。2．[多項(xiàng)選擇]當(dāng)一個(gè)重核裂變時(shí)，它能產(chǎn)生的兩個(gè)核()A．肯定是穩(wěn)定的B．含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)少C．裂變時(shí)釋放的能量等于俘獲中子時(shí)得到的能量D．可以是多種形式的兩個(gè)核的組合解析：選BD重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)平均要放出2個(gè)或3個(gè)中子，裂變釋放的能量比俘獲中子的能量大，C錯(cuò)誤。中子數(shù)會(huì)削減，故B正確。重核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，故A錯(cuò)誤，D正確。3．貧鈾炸彈是一種殺傷力很強(qiáng)的武器，貧鈾是提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈不僅有很強(qiáng)的穿甲力量，而且鈾238具有放射性，殘留物可長(zhǎng)期對(duì)環(huán)境起破壞作用而造成污染。人長(zhǎng)期生活在該環(huán)境中會(huì)受到核輻射而患上皮膚癌和白血病。以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．鈾238的衰變方程式：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U互為同位素C．人患皮膚癌和白血病是由于核輻射導(dǎo)致了基因突變D．貧鈾彈的穿甲力量很強(qiáng)，也是由于它的放射性解析：選D鈾238具有放射性，放出一個(gè)α粒子，變成釷234，A正確。鈾238和鈾235質(zhì)子數(shù)相同，互為同位素，B正確。核輻射能導(dǎo)致基因突變，是皮膚癌和白血病的誘因之一，C正確。貧鈾彈的穿甲力很強(qiáng)，是由于它的彈芯是由高密度、高強(qiáng)度、高韌性的鈾合金組成，攻擊目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生高溫化學(xué)反響，所以其爆炸力、穿透力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般炸彈，D錯(cuò)。4．鈾核裂變時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒错懙闹匾蛩?，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無(wú)關(guān)B．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒错懞?jiǎn)單發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子C．假設(shè)鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒错懢湍軌虬l(fā)生D．能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懪c鈾塊的質(zhì)量無(wú)關(guān)解析：選C要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒错?，鈾塊的體積必需大于臨界體積或鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積或質(zhì)量小于臨界質(zhì)量就不會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒错?，裂變反響中產(chǎn)生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變，假如鈾塊的質(zhì)量大，那么其體積大，假設(shè)超過(guò)臨界體積那么發(fā)生鏈?zhǔn)椒错懀纱酥狝、B、D錯(cuò)誤，C正確。5．我國(guó)秦山核電站第三期工程中有兩組60萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來(lái)源于eq\o\al(235,92)U的裂變，現(xiàn)有四種說(shuō)法：①eq\o\al(235,92)U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子；②eq\o\al(235,92)U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核反響方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n；③eq\o\al(235,92)U是自然?放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，上升溫度半衰期縮短；④一個(gè)eq\o\al(235,92)×10－11J。以上說(shuō)法中完全正確的選項(xiàng)是()A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④解析：選D由eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系易知①正確；由核反響方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知②正確；半衰期不受外界因素干擾，故③錯(cuò)誤；由于200MeV＝200×106××10－19×10－11J，所以④正確，故答案為D。6．裂變反響是目前核能利用中常用的反響。以原子核eq\o\al(235,92)U為燃料的反響堆中，當(dāng)eq\o\al(235,92)U俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變反響可以有多種方式，其中一種可表示為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋3eq\o\al(1,0)n235．04391.0087138.917893.9154反響方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位u為單位)。1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV，那么此裂變反響過(guò)程中：(1)虧損質(zhì)量為原子質(zhì)量單位的多少倍？(2)釋放出的能量是多少？解析：(1)eq\o\al(235,92)U裂變成eq\o\al(139,54)Xe和eq\o\al(94,38)Sr，同時(shí)放出中子eq\o\al(1,0)n，裂變前后質(zhì)量變化Δm＝m前－m后＝(235.0439＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087)u＝0.1933u，虧損質(zhì)量為原子質(zhì)量單位的0.1933倍。(2)由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，得ΔE＝Δmc2＝0.1933×931.5MeV≈180.1MeV。答案：(1)0.1933倍(2)180.1MeV7．[多項(xiàng)選擇]下面是鈾核裂變反響中的一個(gè)：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n鈾235的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶90的質(zhì)量為89.9077u，氙136的質(zhì)量為135.9072u，那么此核反響中()A．質(zhì)量虧損為Δm＝235.0439u＋1.0087u－89.9077u－135.9072uB．質(zhì)量虧損為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．釋放的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．釋放的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV解析：選BD計(jì)算虧損質(zhì)量時(shí)要用反響前的總質(zhì)量減去反響后的總質(zhì)量，二者之差可用“u〞或“kg〞作單位，故A錯(cuò)，B對(duì)；質(zhì)量單位為“u〞時(shí)，可直接用“1u的虧損放出能量931.5MeV〞計(jì)算總能量，故D對(duì)；對(duì)質(zhì)量單位為“kg〞×108)2，總能量單位才是焦耳，故C錯(cuò)。8．[多項(xiàng)選擇]2016年8月12日，海南昌江核電工程一期工程全面建成投產(chǎn)。核電站與火電站相比擬，其優(yōu)勢(shì)有()A．核燃料釋放出的能量遠(yuǎn)大于相等質(zhì)量的煤放出的能量B．就可采儲(chǔ)量來(lái)說(shuō)，地球上核燃料所能供應(yīng)的能量遠(yuǎn)多于煤炭所能供應(yīng)的能量C．核電站造成的污染遠(yuǎn)小于相等發(fā)電力量的火電站D．核電站比火電站更簡(jiǎn)單建筑解析：選ABC核電站與火電站相比，相等質(zhì)量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大許多，地球上可采核燃料所能供應(yīng)的能量遠(yuǎn)多于煤炭所能供應(yīng)的能量，只要措施得當(dāng)，核電站造成的污染很小，A、B、C正確；核電站的建筑難度較大，D錯(cuò)誤。9．一個(gè)eq\o\al(235,92)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反響，其裂變方程式為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，那么以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．X原子核中含有86個(gè)中子B．X原子核中含有141個(gè)核子C．由于裂變時(shí)釋放能量，依據(jù)E＝mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D．由于裂變時(shí)釋放能量，消失質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)削減解析：選A依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，X原子核質(zhì)量數(shù)為140，電荷數(shù)為54，其中子數(shù)為140－54＝86，核子數(shù)為140，故A正確，B錯(cuò)誤；裂變過(guò)程中釋放核能，反響前后總質(zhì)量不同，