第3节核聚变和受控热核反应知识点题库

一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，普朗克常量为h ，真空中的光速为c ．写出核反应方程并求该光子的波长．

下列说法正确的是（）

A . β射线的速度接近光速，一张普通白纸就可以挡住 B . 一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 C . 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大 D . 比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能

两个氘核聚变产生一个中子和氦核（氦的同位素）．已知氘核的质量m_D=2.01360u，氦核的质量m_He=3.0150u，中子的质量m_n=1.0087u．

（1）写出聚变方程；
（2）计算释放的核能；
（3）若反应前两个氘核的动能为0.35MeV，它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，分别求产生的氦核和中子两者的动能；（1原子质量单位u相当于931.5MeV的能量）

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 . $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n是核聚变反应 B . $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n是β衰变 C . $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Ba+ $\text{[math]}$ Kr+3 $\text{[math]}$ n是核裂变反应 D . $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Xe+ $\text{[math]}$ Sr+2 $\text{[math]}$ n是α衰变

氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：

$\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X，式中X是某种粒子。已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和粒子X的质量分别为m₁＝2.0141u、m₂＝3.0161u、m₃＝4.0026u和m₄＝1.0087u；1u相当于931.5MeV的能量。由上述反应方程和数据可知，粒子X是；该反应的质量亏损为（用m₁、m₂、m₃、m₄表示）；该反应释放出的能量为MeV（结果保留3位有效数字）。

一个铍核( $\text{[math]}$ )和一个ɑ粒子反成后生成一个碳核，放出一个中子，井释放出5.6MeV的能量。结果均保留两位有效数字)

（1）写出这个核反应方程；
（2）如果铍核和ɑ粒子共130g，且刚好反应完，求共放出多少能量?
（3）这130g物质反应过程中，其质量亏损是多少?

方程一： $\text{[math]}$ ；方程二： $\text{[math]}$ 。关于上面两个核反应方程的说法正确的是（）

A . 方程一表示原子核发生裂变 B . 方程一表示原子核发生β衰变 C . 两个核反应方程，在反应中都会释放核能 D . 方程二中Kr核的质子数 $\text{[math]}$ ，产生的中子数 $\text{[math]}$

放射性同位素钍232经多次α、β衰变，其衰变方程为 $\text{[math]}$ Th $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ Rn+xα+yβ，其中（）

A . x=1,y=3 B . x=2,y=3 C . x=3,y＝1 D . x=3,y=2

一个氘核（ $\text{[math]}$ ）与一个氚核（ $\text{[math]}$ ）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中（）

A . 吸收能量，生成的新核为 $\text{[math]}$ B . 吸收能量，生成的新核为 $\text{[math]}$ C . 放出能量，生成的新核为 $\text{[math]}$ D . 放出能量，生成的新核为 $\text{[math]}$

已知中子的质量为m_n=1.6749×10^－27kg，质子的质量为m_p=1.6726×10^－27kg，氚核的质量为m_T=5.0076×10^－27kg，1eV=1.60×10^－19J，则氚核的比结合能为（）

A . 1.10MeV B . 2.19MeV C . 2.78MeV D . 8.33Mev

静止的原子核X，自发发生反应X→Y＋Z，分裂成运动的新核Y和Z，同时产生一对彼此向相反方向运动的光子，这对光子的能量均为E。已知X、Y、Z的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，真空中的光速为c，求：

（1）反应放出的核能ΔE；
（2）新核Y的动能E_kY。

共和国勋章获得者于敏先生是一位伟大的核物理学家，他的团队在氢弹的研制过程中设计了著名的“于敏构型”，使得中国成为世界上唯一能较长时间保存氢弹的国家，下列说法正确的是（）

A . 氢弹爆炸的原理是核聚变 B . 目前核电站的工作原理与氢弹相同 C . 低温能延长放射性元素的半衰期 D . 核聚变的主要反应物是高能的质子和电子

放射性元素 $\text{[math]}$ 可以发生衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为中微子。下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 核内质子比中子数多1个 B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 是由核外电子转变而成 D . 无论温度、压强等条件怎么变化， $\text{[math]}$ 的半衰期不会改变

原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 核比 $\text{[math]}$ 核更稳定 B . $\text{[math]}$ 核的结合能约为14MeV C . 三个中子和三个质子结合成 $\text{[math]}$ 核时吸收能量 D . 在核反应 $\text{[math]}$ 中，要吸收热量

2020年12月17日，携带“月壤”的“嫦娥五号”返回器成功着陆。“月壤”中的氦-3是目前为止最理想的核聚变能源，它是一种高效、清洁、安全的核燃料，其参与的一种核反应为 $\text{[math]}$ ，其中辐射出一个 $\text{[math]}$ 光子。已知质子、氦-3、氦-4的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，普朗克常量为 $\text{[math]}$ ，真空中的光速为 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 的比结合能比 $\text{[math]}$ 的小 B . 目前核电站使用的核燃料是 $\text{[math]}$ C . 辐射出的 $\text{[math]}$ 光子的能量 $\text{[math]}$ D . 辐射出的 $\text{[math]}$ 光子的波长 $\text{[math]}$

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

放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡核 $\text{[math]}$ 经 $\text{[math]}$ 衰变变成钋核 $\text{[math]}$ 。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氧的质量m与 $\text{[math]}$ 时的质量 $\text{[math]}$ 的比值。

（1）写出该核反应方程；
（2）求1g氡经过15.2天后剩余的质量。

太阳辐射的总功率约为 $\text{[math]}$ ，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为 $\text{[math]}$ 的氘核（ $\text{[math]}$ ）和一个质量为 $\text{[math]}$ 的氚核（ $\text{[math]}$ ）结合为一个质量为 $\text{[math]}$ 的氦核（ $\text{[math]}$ ），并放出一个X粒子，同时释放大约17.6MeV的能量，已知光速 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）