20xx教科版高中物理選修3-5第三章5核裂變(完整版)
【正文】 38只有俘獲能量在 1 MeV以上的中子才能引起裂變，且裂變的幾率小，而要引起鏈式反應，需使鈾塊體積超過臨界體積，故 B、 C正確． 二、裂變過程中核能的分析和計算 鈾核裂變釋放核能的計算 1．首先算出裂變反應中發(fā)生的質(zhì)量虧損 Δm. 2．根據(jù) ΔE＝ Δmc2計算釋放的核能 計算時注意 Δm與 ΔE單位的對應關(guān)系，若 Δm用 kg做單位，ΔE用 J做單位； Δm用 u做單位， ΔE用 MeV做單位， 1 u相當于 MeV的能量． 3．若計算一定質(zhì)量的鈾塊完全裂變時放出的核能，應先算出鈾塊中有多少個鈾核 (設(shè)為 n)，則鈾塊裂變釋放的核能 E＝nΔE. 【 例 2】 現(xiàn)有的核電站比較廣泛采用的核反應之一是： (1)核反應方程中的 γ是中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零，試確定生成物鋯 (Zr)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)． (2)已知鈾 (U)核的質(zhì)量為 9 u，中子質(zhì)量為 7 u，釹 (Nd)核質(zhì)量為 8 u，鋯核質(zhì)量為 7 u；又知 1 u＝ 6 10－ 27 kg，試計算 1 kg鈾 235大約能產(chǎn)生的能量是多少？ 答案 (1)40 90 (2) 1026 MeV 2 3 5 92 U ＋ 10 n → 1 4 3 60 Nd ＋ Zr ＋ 3 10 n ＋ 8 0－ 1 e ＋ γ 解析 ( 1) 鋯的電荷數(shù) Z ＝ 92 － 60 ＋ 8 ＝ 40 ， 質(zhì)量數(shù) A ＝ 236 －146 ＝ 90 ；核反應方程中應用符號9040Zr 表示． ( 2) 1 kg 鈾 23 5 的鈾核數(shù)為 n ＝1 000235 1023＝ 1024( 個 ) 不考慮核反應中生成的電子質(zhì)量 ， 一個鈾核反應發(fā)生的質(zhì)量虧損為 Δ m ＝ mU＋ mn－ m
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