1、第6节核裂变随堂巩固1(链式反应)链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是A质子B中子C粒子D粒子解析在重核的裂变中，铀235需要吸收一个慢中子后才可以发生裂变，所以重核裂变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是中子。答案B2(核裂变方程)一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为UnXSr2n，则下列说法正确的是AX的原子核中含有86个中子BX的原子核中含有141个核子C因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D.U是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长解析X原子核中的核子数为2351942
2、140，选项B错误；质子数为923854，中子数为1405486，选项A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但总质量数不变，选项C错误；半衰期不随外界环境变化而变化，选项D错误。答案A3(核电站工作原理)利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为A它比较容易发生链式反应B能自动裂变，与体积无关C铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多解析铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的概率更大。答案A4(核裂变中核能计算)U受中子轰击时会发生裂变，产生Ba和Kr，同时放出200 MeV
3、的能量，现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多少？(阿伏加德罗常数取6.021023 mol1)解析每天发电的总量E243.61035108 J4.321013 J。要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n1.351024。则对应的质量m235103 kg0.527 kg。答案0.527 kg限时检测限时45分钟题组一核裂变及链式反应1.U吸收一个慢中子后，分裂成Xe和Sr。还放出A1个粒子B3个中子C10个中子D10个质子解析设放出的粒子的质量数为x，电荷数为y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守
4、恒。由题意可知解得由此判定该核反应放出的一定是中子，且个数是10，选项C正确。答案C2中国承诺到2020年碳排放量下降40%45%。为了实现负责任大国的承诺，我国将新建核电站项目。目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是A.UnSrXe10nB.NaMg01eC.NHeOHD.UThHe解析重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核，A是裂变反应，A正确；B为衰变，C是发现质子的反应，D是衰变。答案A3(多选)下面是铀核裂变反应中的一个核反应方程式：UnXeSr10n，已知铀235的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶90的质量为89.907 7
5、u，氙136的质量为135.907 2 u，则此核反应中A质量亏损为m235.043 9 u1.008 7 u89.907 7 u135.907 2 uB质量亏损为m(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)uC释放的总能量为E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)(3108)2 JD释放的总能量为E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)931 MeV解析计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错误
6、，B正确；质量单位为“u”时，可直接用“1u的亏损放出能量931 MeV”计算总能量，故D正确，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0108)2，总能量单位才是焦耳，故C错误。答案BD4(多选)由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量I泄漏在大气中，I是一种放射性物质，会发生衰变而变成Xe元素。下列说法中正确的是A福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电B.I发生衰变的方程式为IXeeC.I原子核内有53个质子，78个中子D如果将碘131的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度解析核电站是利用核裂变来发电，A错误；根据原子核的结构和方程式书写规则可判B、C正
7、确；半衰期与物质所处的物理、化学状态无关，D错误。答案BC5(多选)关于铀核裂变，下述说法中正确的是A铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B铀核裂变时还能同时释放23个中子C为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D铀块的体积对产生链式反应无影响解析铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的概率小，而要引起链式反应，需使铀块体积不小于临界体积。故选项B、C正确。答案BC题组二核电站6
8、(多选)关于原子核反应堆，下列说法正确的是A铀棒是核燃料，裂变时释放核能B镉棒的作用是控制反应堆的功率C石墨的作用是吸收中子D冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能解析铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，A正确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，B正确；慢中子最容易引发核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，C错误；水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，D正确。答案ABD7关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是A镉棒能释放中子，依靠释放的多少
9、控制反应速度B用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度解析镉棒不是离子源不会释放中子，A错误；也不是减速剂，不能使快中子变为慢中子，B、D错误；镉棒对中子有吸收作用，通过中子强度检测器检测，当反应太强时，控制棒能自动插入，多吸收中子，反之，自动抽出少吸收中子，故C正确。答案C8俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海海域沉入海底，艇上118名官兵全部遇难，消息传出，世界震惊。(1)核潜艇的动力来源是A放射性元素衰变释放的能量B重金属放出的化学能C重核裂变放出
10、的核能D轻核聚变放出的核能(2)(多选)在巴伦支海，几十年来，人们在那里倾泻了不少核废料，这些核废料占沉没到全球海洋全部核物质的。前苏联的一艘核潜艇“共青团员”号在1989年沉没此海的1 600 m深处，已开始释放核物质，在科拉半岛上有100多艘已退役的核潜艇停泊在港口，部分已开始泄漏核废料，“库尔斯克”号的沉没再次引起人们的恐慌。核废料对海洋环境将长期起污染作用，其原因是A铀和钚衰变速度很快B核废料存在放射性C核废料半衰期很长D核废料中的重金属有毒(3)核物质的放射性导致海洋生物发生变异，放射性导致生物体的A细胞灼伤B基因突变C基因互换D基因重组(4)放射性对生物体造成损伤，其物理机制是A热
11、作用B电离作用C穿透作用D物理化学作用答案(1)C(2)BCD(3)B(4)D题组三综合应用9在铀核裂变成钡和氪的裂变反应中，质量亏损m0.215 3 u，那么，一个铀核裂变释放的能量为多少？反应中平均每个核子释放的能量为多少？解析由爱因斯坦质能方程，可求得铀核裂变时释放的能量Emc20.215 3931.25 MeV200 MeV。铀核中含有235个核子，所以平均每个核子放出的能量0.85 MeV。答案200 MeV0.85 MeV10(1)(多选)2020年以前我国将新增投产2 300万千瓦的核电站，核电站与火电站相比较，其优势在于A核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量B就可采储量
12、来说，地球上核燃料资源远大于煤炭C在经济效益方面核电与火电不相上下D核电站没有任何污染E核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理(2)在各种能源中，核能具有能量密度大、地区适宜性强的优势，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。核反应方程UnBaKraX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_，a_，以mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中的传播速度，则在上述核反应过程中放出的核能E_。有一座发电能力为P1.00
13、106 kW的核电站，核能转化为电能的效率40%，假定反应堆中发生的裂变反应为中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能E2.781011 J，U核的质量mU3901027 kg，求每年(1年3.15107 s)消耗的U的质量。解析(1)核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量A项正确；就可采储量所提供的能量来说，远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，B项错；在经济效益方面核电与火电不相上下，C项正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D错；本题要说优势，E应不属于优势。(2)铀235裂变除生成Ba、Kr外，还产生适当数目的中子，即式中的X为中子，由电荷数和质量数守恒得产生的中子的个数为a2351141923。反应过程中的质量亏损mmUmnmBamKr3mnmUmBamKr2mn故核能Emc2(mUmBamKr2mn)c2反应堆每年提供的核能E总，其中T表示1年的时间。以M表示每年消耗的 U的质量，得MmUE总E，解得M，代入数据得M1.10103 kg。答案(1)AC(2)n3mc2(mUmBamKr2mn)c21.10103 kg