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题目
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在其他能源中,核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.在核电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能.
(1)核反应方程式+n→++aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X为______,a=______.以mUmBamKr分别表示的质量.mnmp分别表示中子、质子的质量,c为光在真空中传播的速度,则在上述反应过程中放出的核能ΔE=__________________________.
(2)有一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站,核能转化为电能的效率η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×1011 J,的质量mU=390×1027 kg.求每年(1年=3.15×107 s)消耗的的质量.
答案
(1)中子   3  [mU-(mBa+mKr+2mn)]c2
(2)1104.77 kg
解析
(1)由电荷数守恒易判定X的电荷数为0,这说明X即为中子.据质量数守恒有235+1=141+92+a,则a=3
反应中的质量亏损 Δm=mU-(mBa+mKr+2mn)
据质能方程得 ΔEmc2=[mU-(mBa+mKr+2mn)]c2
(2)在1年内输出的电能 W=Pt
W=
因ΔE=2.78×1011 J,则核反应数n=
故消耗的的质量为
m=n·mU=mU="1104.77" kg.
核心考点
试题【在其他能源中,核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.在核电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核】;主要考察你对质能方程等知识点的理解。[详细]
举一反三
质子质量mp,中子质量为mn,它们结合成质量为m的氘核,放出能量应为( )
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A.(mp+mn-m)C2B.(mp+mn)c2
C.mc2 D.(m-mp)c2
已知氮核质量mN=14.00753u,氧核质量为,氦核质量mHe=4.00387u,质子质量mH=1.00815u。试判断核反应:是吸能反应,还是放能反应,吸收或者放出多少能量?
下列关于核反应的说法中,正确的是(   )
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A.卢瑟福通过对α粒子散射实验的现象分析,提出了原子的核式结构模型
B.放射性元素原子核的半衰期与元素的物理、化学状态无关
C.β衰变中所放出的电子,来自原子核外内层电子
D.核电站是利用轻核聚变时质量亏损产生的巨大核能来发电的
(20分)静止在匀强磁场中的锂原子核(),俘获一个速度为7.7×104m/s的中子而发生核反应放出粒子后变成一个新原子核,已知中子速度方向与磁场方向垂直,测得粒子速度为2×10m/s,方向与中子速度方向相同,求:
(1)写出核反应方程式;
(2)生成的新核的速度大小和方向(在运用动量守恒时,不考虑质量亏损):
(3)若粒子与新核间相互作用不计,则二者在磁场中运动轨道半径之比为多少?
(4)经过测量发现在核反应前后原子核总质量减少了0.035u,则这个反应放出了多少焦耳的能量?
使两个氘核发生聚变,必须使它们之间的距离接近到,接近到核力能够发生作用的范围。温度很高时,由氘原子构成的物质将变为等离子体,已知等离子体热运动的平均动能为,式中为波尔兹曼常量,T为热力学温度,两个氘核之间的电势能为为静电力常量,r为核之间的距离,则使氘核发生聚变的温度至少应为
(   )
A.B.C.D.