第六章核能与反应堆技术知识点题库

核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子．若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.66×10^﹣27kg．则这个核反应释放出来的能量E=J．（光速c=3.00×10⁸m/s，1u相当于935MeV，结果取二位有效数字）

中子的质量为1.0087u，质子的质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u．中子和质子结合成氘核时释放的能量为J．计算结果取两位有效数字.1u=1.7×10^﹣27kg．

在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 $\text{[math]}$ H的核反应，间接地证实了中微子的存在．

（1）中微子与水中的 $\text{[math]}$ H发生核反应，产生中子（ $\text{[math]}$ n）和正电子（ $\text{[math]}$ e），即中微子+ $\text{[math]}$ H﹣→ $\text{[math]}$ n+ $\text{[math]}$ e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是．（填写选项前的字母）

A . 0和0 B . 0和1 C . 1和0 D . 1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即 $\text{[math]}$ e+ $\text{[math]}$ e﹣→2γ．已知正电子和电子的质量都为9.1×10^﹣31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为 J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是．

钚的放射性同位素₉₄²³⁹Pu静止时衰变为铀核激发态₉₂²³⁵U和α粒子，而铀核激发态₉₂²³⁵U立即衰变为铀核₉₂²³⁵U，并放出能量为0.097MeV的γ光子．已知：₉₄²³⁹Pu、₉₂²³⁵U和α粒子的质量分别为m_Pu=239.0521u、m_U=235.0439u和m_α=4.002 6u，1u的质量相当于931.5MeV的能量．

（1）写出衰变方程；
（2）计算释放的核能；（保留4位小数）
（3）已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．（保留3位小数）

一个静止的铀核 $\text{[math]}$ （（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 $\text{[math]}$ （原子质量为228.0287u）．（已知：原子质量单位1u=1.66×10^﹣27kg，1u相当于931MeV）

（1）写出核衰变反应方程；
（2）算出该核衰变反应中释放出的核能；
（3）假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？

用中子轰击锂核（ $\text{[math]}$ Li）发生核反应，生成氚核和α粒子，并放出4.8MeV的能量．

（1）写出核反应方程；
（2）求出质量亏损；
（3）若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能之比是多少？

中子n、质子p、氘核D的质量分别为m_n、m_p、m_D ．现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n．若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）

A . $\text{[math]}$ [（m_D－m_p－m_n）c²－E] B . $\text{[math]}$ [（m_p＋m_n－m_D）c²＋E] C . $\text{[math]}$ [（m_D－m_p－m_n）c²＋E] D . $\text{[math]}$ [（m_p＋m_n－m_D）c²－E]

铝箔被 $\text{[math]}$ 粒子轰击后，发生的核反应方程为 $\text{[math]}$ 。方程中X的中子数为（）

A . 15 B . 16 C . 30 D . 31

下列说法中正确的是（）

A . 振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值 B . 铀核（ $\text{[math]}$ ）衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能一定大于铀核的比结合能 C . 实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象 D . 核力将核子紧紧束缚在原子核内，因此核力只表现为引力

一个静止的铀238原子核发生衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，若衰变过程中释放的核能全部转化为Th和Y的动能，下列说法正确的是( )

A . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的中子数相等 B . 衰变后 $\text{[math]}$ 的动能小于Y粒子的动能 C . $\text{[math]}$ 的比结合能小于 $\text{[math]}$ 的比结合能 D . $\text{[math]}$ 的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

一个质量为m₁的氘核（ $\text{[math]}$ ）和一个质量为m₂的氚核（ $\text{[math]}$ ）聚合成一个质量为m₃的氦核（ $\text{[math]}$ ）时放出一个质量为m₄的新粒子，光速为c。下列说法中正确的是（）

A . 该核反应过程的方程是 $\text{[math]}$ B . 由核反应过程质量守恒可知 $\text{[math]}$ C . 此核反应放出的能量等于 $\text{[math]}$ D . 该核反应与原子弹爆炸过程的核反应是同一类型

大量研究发现，太阳的巨大辐射能量来自于轻核聚变，事实上在宇宙中的许多恒星内部时刻在激烈地进行着聚变反应。目前在实验室中能观察到的一种典型的核聚变反应是 $\text{[math]}$ ，对这个反应的认识，下列说法正确的是（）

A . 这个反应必须在高温下才能进行，是一种化学反应 B . 一个 $\text{[math]}$ 和一个 $\text{[math]}$ 的质量和一定小于一个 $\text{[math]}$ 和一个 $\text{[math]}$ 的质量和 C . 反应中释放17.6MeV的能量是以内能形式出现的 D . $\text{[math]}$ 的比结合能要大于 $\text{[math]}$ 的比结合能

核潜艇制造专家黄旭华获得2019年国家最高科学技术奖。我国核潜艇是以核反应炉为动力来源的潜艇，其核反应堆中可能的一个核反应方程为 $\text{[math]}$ 下列说法正确的是（）

A . 该核反应属于原子核的衰变 B . 其中Ba核的平均结合能比U核的小 C . 该核反应方程式中x=3 D . 该反应堆中发生的是链式反应，因每次生成的 $\text{[math]}$ 会使新铀核连续不断地发生裂变

一个静止的质量为m₁的铀核 $\text{[math]}$ ，放出一个质量为m₂的α粒子后，衰变成质量为m₃的钍核 $\text{[math]}$ 。（已知光速为c）

（1）写出核衰变反应方程
（2）算出该核衰变反应中释放出的核能
（3）假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大（用字母m₁、m₂、m₃、c表示结果）

钚是一种放射性元素，是原子能工业的一种重要原料，可作为核燃料和核武器的裂变剂。钚的一种同位素 $\text{[math]}$ 的衰变方程为 $\text{[math]}$ ，则X原子核中含有的中子数为（）

A . 142 B . 143 C . 144 D . 145

在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料 $\text{[math]}$ 作为发电能源为火星车供电。 $\text{[math]}$ 中的Pu元素是 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 发生 $\text{[math]}$ 衰变的核反应方程为 $\text{[math]}$ ，其中X原子核的中子数为（）。

A . 139 B . 140 C . 141 D . 142

下列说法正确的是（）

A . 比结合能越大的原子核越稳定 B . 处于高能级的原子跃迁到低能级会吸收光子 C . 太阳上不断进行着核裂变反应 D . 微观粒子间相互作用适用能量守恒定律，但不适用动量守恒定律

已知铀的某种裂变反应式 $\text{[math]}$ ，已知中子质量1.0087u，式中氙（Xe）的质量为135.9072u，铀（U）235的质量235.0439u，锶（Sr）90的质量为89.9077u（1u相当于931.5MeV的能量），则（）

A . 式中A的值为145 B . 式中Z的值为38 C . 该裂变反应中质量亏损为0.1507kg D . 该裂变反应释放总能量约为140.3771MeV

1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性，在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为 $\text{[math]}$ ；已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、X的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c，则：

（1）写出核反应方程中的X的符号以及A和Z的数值；
（2）该核反应的质量亏损和放出的核能。

中国环流器二号M装置的内部结构如图所示，这种“人造太阳”进行的热核反应方程式为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，应中释放的核能为 $\text{[math]}$ ，光速为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 要使这种热核反应发生，必须克服 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之间巨大的核力 B . 反应的产物 $\text{[math]}$ 有污染 C . 两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前增大，反应后的产物结构更稳定 D . X核的质量为 $\text{[math]}$

第六章 核能与反应堆技术 知识点题库

第六章核能与反应堆技术知识点题库