PAGEPAGE66核聚變1.(多選)國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局首次發(fā)布“嫦娥”三號(hào)月面虹灣局部影像圖,如圖所示.科學(xué)家發(fā)覺在月球上含有豐富的

23He(氦3).它是一種高效、清潔、平安的核聚變?nèi)剂?其參加的一種核聚變反應(yīng)的方程式為

23He+23He→211A.聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C.聚變反應(yīng)會(huì)有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采納

2解析:聚變反應(yīng)是將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核,聚變過程會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出大量的能量.但目前核電站都采納鈾核的裂變反應(yīng).綜上所述,選項(xiàng)B、C正確.答案:BC2.我國(guó)自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)試驗(yàn)裝置“超導(dǎo)托卡馬克”(英文名稱:EAST,稱“人造太陽(yáng)”).設(shè)可控?zé)岷嗽囼?yàn)反應(yīng)前氘核(12H)的質(zhì)量為m1,氚核(13H)的質(zhì)量為m2,反應(yīng)后氦核(24He)的質(zhì)量為m3,中子(01n)的質(zhì)量為mA.核反應(yīng)放出的能量等于(m1+m2-m3-m4)c2B.由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m1+m2=m3+m4C.這種熱核試驗(yàn)反應(yīng)是α衰變D.這種裝置與我國(guó)大亞灣核電站所運(yùn)用核裝置的核反應(yīng)原理相同解析:核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3-m4,釋放的核能ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故A正確;核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量不守恒,核反應(yīng)過程中存在質(zhì)量虧損,因此m1+m2≠m3+m4,故B錯(cuò)誤;這種裝置的核反應(yīng)是核聚變,我國(guó)大亞灣核電站所運(yùn)用的核裝置是核裂變,它們的核反應(yīng)原理不相同,故C、D錯(cuò)誤.答案:A3.(多選)關(guān)于聚變,以下說法正確的是()A.兩個(gè)輕核聚變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)釋放出能量B.同樣質(zhì)量的物體發(fā)生聚變時(shí)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大好多倍C.聚變反應(yīng)的條件是聚變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積D.發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的原子核必需有足夠大的動(dòng)能解析:兩個(gè)輕核聚合為較大質(zhì)量的原子核就可釋放能量但不肯定是中等質(zhì)量的核,故A錯(cuò)誤;聚變反應(yīng)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)放出的能量大得多,這點(diǎn)我們由聚變反應(yīng)的特點(diǎn)就可以知道,故B正確;裂變反應(yīng)的條件是裂變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積,而聚變反應(yīng)的條件是原子核間距達(dá)到10-15m,故要求有足夠大的動(dòng)能才能克服原子間的斥力做功,故C錯(cuò),D正確.答案:BD4.(多選)我國(guó)科技工作者分別在1964年、1967年勝利爆炸了我國(guó)第一顆原子彈和氫彈.下列核反應(yīng)方程中可表示兩彈的爆炸原理的是()A.

714NB.92235U+0C.92238UD.12H解析:原子彈是利用核裂變反應(yīng),而氫彈是利用核聚變反應(yīng),故B項(xiàng)對(duì)應(yīng)原子彈的爆炸原理,D項(xiàng)對(duì)應(yīng)氫彈的爆炸原理;A項(xiàng)為人工核轉(zhuǎn)變,C項(xiàng)為核衰變反應(yīng),不符合要求,故本題應(yīng)選B、D.答案:BD5.熱核反應(yīng)是一種志向能源的緣由包括下列哪幾條()①就每一個(gè)核子平均來說,比重核裂變時(shí)釋放的能量多②對(duì)環(huán)境的放射性污染較裂變輕,且簡(jiǎn)單處理③熱核反應(yīng)的原料在地球上儲(chǔ)量豐富④熱核反應(yīng)的速度簡(jiǎn)單限制A.①②③④ B.①②③C.①②④ D.②③④解析:熱核反應(yīng)溫度高,反應(yīng)速度難以限制.答案:B6.(多選)有下列核反應(yīng):①24He+1327Al→1530②13H+11H→2③919F+11H→816④92235U+01n→3890Sr+54136下列說法正確的是()A.①是原子核的人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方程式B.②是聚變的核反應(yīng)方程式C.③是α衰變的反應(yīng)方程式D.④是裂變的核反應(yīng)方程式解析:我們要對(duì)人工轉(zhuǎn)變、聚變、裂變、衰變的定義作深化相識(shí),依據(jù)各種定義可知:①是人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方程式;②是聚變的核反應(yīng)方程式;③并不是α衰變,而是人工轉(zhuǎn)變,衰變是自發(fā)進(jìn)行的,不須要外界因素的影響;④是裂變的核反應(yīng)方程式.故答案為A、B、D.答案:ABD7.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為

11H+612C方程中Q1,Q2表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:原子核

1

2

2

6

7

7質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是()A.X是

23He,Q2B.X是

24He,Q2C.X是

23He,Q2D.X是

24He,Q2解析:由核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒、核電荷數(shù)守恒可確定X是α粒子,兩個(gè)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損分別為:Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u,結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程Q=Δm·c2知Q1<Q2.故正確選項(xiàng)為B.答案:B8.要使氘核發(fā)生聚變反應(yīng),必需使它們之間的距離接近到r0,也就是接近到核力能夠發(fā)生作用的范圍,物質(zhì)溫度很高時(shí),氘原子將變?yōu)榈入x子體,等離子體的分子平均動(dòng)能為Ek=3K1T2,K1叫玻耳茲曼常數(shù),T為熱力學(xué)溫度,兩個(gè)氘核之間的電勢(shì)能為Ep=ke2rA.kB.kC.kD.k解析:由能量守恒知要使氘核能夠發(fā)生聚變,需2Ek≥Ep,即2×3K1T2≥k答案:C9.原子核聚變可望給人類將來供應(yīng)豐富的干凈能源.當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí),氘核參加的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生,放出能量.這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6

12H→k

24He+d

11由平衡條件可知()A.k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=3解析:依據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒知2k+d=6答案:B10.天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%.有關(guān)探討表明,宇宙中氦生成的途徑有兩種:一是在宇宙誕生后3分鐘左右形成;二是在宇宙演化到恒星誕生后形成的.(1)把輕核聚變簡(jiǎn)化成為4個(gè)氫核(11H)聚變成氦核(24He),同時(shí)釋放出兩個(gè)正電子(1(2)探討表明,銀河系的年齡約為t=3.8×1017s,每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×1037J,現(xiàn)假定該能量全部來自上述輕核聚變反應(yīng),試估算銀河系中氦的含量(最終結(jié)果保留一位有效數(shù)字).(3)依據(jù)你的計(jì)算結(jié)果,對(duì)銀河系中氦的主要生成途徑作出推斷.(可能用到的數(shù)據(jù):銀河系的質(zhì)量M=3×1041kg,原子質(zhì)量單位1u=1.66×10-27kg,1u相當(dāng)于1.5×10-10J的能量,電子質(zhì)量me=0.0005u,氦核的質(zhì)量mHe=4.0026u,氫核質(zhì)量mp=1.0078u,中微子質(zhì)量為零)解析:(1)411H→24He+2核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損:Δm=4mp-mHe-2me=0.0276u,核反應(yīng)過程中放出的能量為ΔE=Δm×1.5×10-10J=