核反應(yīng) 核能 質(zhì)能方程

1、15.315.3核反應(yīng)核反應(yīng)核能核能質(zhì)能方程質(zhì)能方程一、考點(diǎn)聚焦一、考點(diǎn)聚焦核能質(zhì)量虧損愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程Ⅱ要求核反應(yīng)堆核電站Ⅰ要求重核的裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)輕核的聚變Ⅰ要求可控?zé)岷朔磻?yīng)Ⅰ要求二、知識(shí)掃描二、知識(shí)掃描1、核反應(yīng)在核物理學(xué)中，原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反應(yīng)典型的原子核人工轉(zhuǎn)變NHeOH質(zhì)子H的發(fā)現(xiàn)方程盧瑟福147421781111BeHeCn中子n的發(fā)現(xiàn)方程查德威克944212610102、核能（1）核反應(yīng)

2、中放出的能量稱為核能（2）質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子質(zhì)量之和質(zhì)量虧損（3）質(zhì)能方程：質(zhì)能關(guān)系為Ｅ＝ｍｃ2原子核的結(jié)合能ΔＥ=Δｍｃ23、裂變把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出的核能的反應(yīng)，叫裂變典型的裂變反應(yīng)是：ＵｎＳrＸe10ｎ2359210903813654104輕核的聚變把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出的核能的反應(yīng)叫輕核的聚變聚變反應(yīng)釋放能量較多，典型的輕核聚變?yōu)椋海龋龋萫ｎ213142105鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一個(gè)重核吸收一個(gè)中子

3、后發(fā)生裂變時(shí)，分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量核，同時(shí)釋放若干個(gè)中子，如果這些中子再引起其它重核的裂變，就可以使這種裂變反應(yīng)不斷的進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫重核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)三、三、好題精析好題精析例1雷蒙德戴維斯因研究來(lái)自太陽(yáng)的電子中微子（v。）而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氫核，其核反應(yīng)方程式為νe＋Cl→Ar十e371737180－1

4、已知Cl核的質(zhì)量為36.95658u，Ar核的質(zhì)量為36.95691u，e的質(zhì)量為0.00055u，1u質(zhì)量對(duì)應(yīng)371737180－1的能量為931.5MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為（A）0.82MeV（B）0.31MeV（C）1.33MeV（D）0.51MeV[解析]由題意可得：電子中微子的能量E=mc2（mArmemCl）931.5MeV?E?則氡核反沖的動(dòng)能為⑤01200221mmEvmE??∴

5、⑥mqBlmmmEEE128)5(20021????[點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)]要熟練掌握核反應(yīng)方程，動(dòng)量守恒定律，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用。例4.核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源。近年來(lái)，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站。一種常見(jiàn)的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個(gè)中子了。若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，

6、氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u=1.661027kg。⑴寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程。⑵試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量。⑶若建一座功率為3.0105kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量？（一年按3.2107s計(jì)算，光速c=3.00108ms，結(jié)果取二位有效數(shù)字）[解析]（1）nHeHH10423121???（2）ΔE=Δmc2=（2014

7、1301604002610087）1661027321016J=2.81012J（3）M===23kg271066.10141.22?????Ept122778108.21066.10141.2102.31032??????????[點(diǎn)評(píng)]例5眾所周知，地球圍繞著太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)光普照大地，萬(wàn)物生長(zhǎng)根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)試論述說(shuō)明隨著歲月的流逝，地球公轉(zhuǎn)的周期，日、地的平均距離及地球表面的溫度的變化趨勢(shì)[解析解析]太陽(yáng)內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的熱核反應(yīng)

8、，在反應(yīng)過(guò)程中向外釋放著巨大的能量，這些能量以光子形式放出根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系：ΔＥ＝Δｍｃ2，知太陽(yáng)質(zhì)量在不斷減小地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)是靠太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引力來(lái)提供向心力G=mω2R，現(xiàn)因M減小，即提供的向心2RmM力減小，不能滿足所需的向心力，地球?qū)⒙蛲庾鲭x心運(yùn)動(dòng)，使軌道半徑變大，日地平均距離變大由上式可知，左邊的引力G減小，半徑R增大，引起地球公轉(zhuǎn)的角速度變化，從而使公轉(zhuǎn)周期2RmM變化G=mR，T2=，即T增大2RmM224T?G