1、专题突破热点探究一、核反应的类型分析1 核反应类型2.核反应方程书写规则方法(1)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向,不能用等号连接(2)核反应的生成物一定是要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程(3)核反应方程遵循质量数守恒而不是质量守恒;遵循电荷数守恒(多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一下列释放核能的反应方程,表述正确的有()A.31H21H42He10n 是核聚变反应B.31H21H42He10n 是 衰变C.23592U10n14456Ba8936Kr310n 是核裂变反应D.23592U10n1
2、4054Xe9438Sr210n 是 衰变【解析】21H31H42He10n 是核聚变反应,而不是 衰变,A对 B 错;C、D 选项中的方程都为核裂变反应,C 对,D 错【答案】AC跟踪练习1原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生,放出能量这几种反应的总效果可以表示为621Hk42Hed11H210n43.15 MeV由平衡条件可知()Ak1,d4 Bk2,d2Ck1.d6 Dk2,d3【解析】根据核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒知2kd6,4kd212 解得k2,d2,B 对【答案】B二、核能的几种计算方法1质量亏损法:原子
3、核及核子的质量大小可用国际单位制的“kg”作单位,也可用原子质量单位“u”来表示,因此,结合能(核能)可以根据爱因斯坦的质能方程 Emc2 求解,或根据 1 原子质量单位(u)相当于 931.5 兆电子伏(MeV)能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以 931.5 MeV 求解2利用平均结合能计算:原子核的结合能核子的平均结合能核子数核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差,就是此次核反应释放(或吸收)的核能3根据能量守恒和动量守恒计算:参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中的动量和能量是守恒的,因此,在题给条件中没有涉及质量亏损,或者在
4、核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下,根据动量和能量守恒可以计算出核能的变化 在所有能源中,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23592U10n141 56Ba9236KraX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X 为待求粒子,a 为 X的个数,则 X 为_,a_,以 mU、mBa、mkr,分别表示23592U、141 56Ba、9236Kr 核的质量,mn、mp 分别表示中子、质子的质量,c为光在真空中传播的速度,则在上述核反应过程中
5、放出的核能 E_.中子(10n)3mU(mBamKr2mn)c2(2)有一座发电能力为 P1.00106kW 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全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程中放出的核能 E2.781011 J,23592U 核的质量 MU3901027kg.求每年(1 年3.15107 s)消耗的23592U 的质量110.477 kg【解析】依据核电荷数守恒和质量数守恒定律可判断 X 为中子(10n),且 a3,据爱因斯坦的质量方程 Emc2,即 Emu(mBamKr2mn)c2.(2)依题意可知,P1.00106 kW,t3.15107 s,
6、40%,MU3901027 kg,E2.781011 J.则 W 输出Pt再据 W 总W输出,即 W 总Pt,则核反应次数为 n PtE则每年消耗的23592U 的质量 MU 总nMU,即 MU 总 PtEMU110.477 kg.跟踪练习2氢弹首先由普通炸药引爆_,再利用它产生的高温高压引爆热核材料若聚变方程为21H31H42He10n17.6 MeV.某氢弹爆炸放出的能量相当于引爆 300 万吨 TNT,已知 1 kg TNT 炸药爆炸时放出能量为 4.2106 J,求该氢弹爆炸时内部发生聚变反应的次数【解析】氢弹爆炸放出的总能量 E4.21063109 J1.261016 J,发生聚变的次数 N EE1.26101617.61061.61019次4.471027 次【答案】原子弹 4.471027