7 核聚变知识点题库

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质量亏损，需（填“吸收”、“放出”）能量MeV ．（1U=931.5MeV）

关于近代物理，下列说法正确的是（）

A . α射线是高速运动的氦原子核 B . 核聚变反应方程 $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H﹣→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n中， $\text{[math]}$ n表示质子 C . 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D . 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征

静止在匀强磁场中的 $\text{[math]}$ U，放出α粒子，衰变成 $\text{[math]}$ Th，衰变后 $\text{[math]}$ Th的速度方向与磁场方向垂直．

（1）写出衰变方程：；
（2） $\text{[math]}$ Th的轨道半径与α粒子的轨道半径之比为．

1930年发现，科学家在真空条件下用α粒子轰击 $\text{[math]}$ 时，产生了一种看不见的、贯穿力很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，并以此推算出了该粒子的质量，从而确定改粒子为中子．设氢核的质量为m_H ，氮核的质量为氢核质量的14倍，碰撞后氢核的速度为v_H ，氮核的速度为v_N ，假设中子与它们的碰撞为弹性弹性碰撞，碰撞的粒子分别为中子和氢核及中子和氮核．

（1）试写出α粒子轰击 $\text{[math]}$ 的核反应方程；
（2）试根据中子与氢原子和氮原子的碰撞结果，利用题中的可测量量，推算出中子的质量．

下列说法中正确的是（）

A . 铀核裂变的核反应是₉₂²³⁵U→₅₆¹⁴¹Ba+₃₆⁹²Kr+2₀¹n B . 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为₂⁴He+₇¹⁴N→₈¹⁷O+₁¹H C . 质子、中子、α粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量为（2m₁+2m₂﹣m₃）c² D . 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ₁的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ₂的光子，已知λ₁＞λ₂ ，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时要吸收波长为 $\text{[math]}$ 的光子

氘核( $\text{[math]}$ )和氚核( $\text{[math]}$ )的核反应方程如下： $\text{[math]}$ ，设氘核的质量为m₁ ，氚核的质量为m₂ ，氦核的质量为m₃ ，中子的质量为m₄ ，则核反应过程中释放的能量为(　　)

A . (m₁＋m₂－m₃)c² B . (m₁＋m₂－m₃－m₄)c² C . (m₁＋m₂－m₄)c² D . (m₃＋m₄－m₁－m₂)c²

1956年吴健雄用半衰期为5.27年的 $\text{[math]}$ 放射源对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证。 $\text{[math]}$ 的衰变方程式为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X＋ $\text{[math]}$ （其中 $\text{[math]}$ 是反中微子，它的电荷为零，质量可认为等于零）。下列说法正确的是（）

A . X是电子 B . 增大压强，可使 $\text{[math]}$ 的半衰期变为6年 C . $\text{[math]}$ 衰变能释放出X，说明了原子核中有X D . 若该衰变过程中的质量亏损为△m，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为△mc²

太阳每年辐射到地球上的能量相当于燃烧1813亿吨标准煤所放出的能量，是全世界年需能量总和的5000倍，是地球上最大的能源．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是： $\text{[math]}$ 。若已知 $\text{[math]}$ 的质量为m₁ ， $\text{[math]}$ 的质量为m₂ ， $\text{[math]}$ 的质量为m₃ ， $\text{[math]}$ 的质量为m₄ ，则下列说法中正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 是中子 B . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是两种不同元素的原子核 C . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在常温下就能够发生聚变 D . 这个反应释放的核能为ΔE＝(m₁＋m₂－m₃－m₄)c²

对下列各原子核变化的方程，表述正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是α衰变 B . $\text{[math]}$ 是β衰变 C . $\text{[math]}$ 是核裂变反应 D . $\text{[math]}$ 是核裂变反应

关于近代物理，下列说法正确的是（）

A . 两个氢核在聚变时会出现质量亏损 B . 光电效应中被光子打出来的电子来自原子的核外电子 C . 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子衰变有固定的半衰期 D . 玻尔能级理论中，氢原子从高能级向低能级跃迁时要从外界吸收能量

原子能电池是利用放射性同位素衰变过程释放的热能转换成电能，具有尺寸小、重量轻、性能稳定可靠、工作寿命长、环境耐受性好等特点，能为空间及各种特殊恶劣环境条件下的自动观察站或信号站等提供能源。其中 $\text{[math]}$ 是原子能电池的放射源之一，会发生β衰变，半衰期为28.5年。 $\text{[math]}$ 主要来源于 $\text{[math]}$ 的裂变，其核反应方程为 $\text{[math]}$ 。下列说法中正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 的平均结合能比裂变产物 $\text{[math]}$ 的平均结合能小 B . $\text{[math]}$ 的β衰变方程为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 衰变产生的β射线是其核外电子吸收能量后跃迁产生的 D . 密闭容器中装有1g $\text{[math]}$ 经过28.5年容器中剩余物质质量为0.5g

太阳是一个巨大的热核反应堆，其中一类为：一个氕核与一个氘核发生核反应，生成一个氦核，其核反应方程为 $\text{[math]}$ 。若该核反应放出的核能为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 核的比结合能为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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，则在该核反应中（）

A . 质量亏损 $\text{[math]}$ B . 释放的核能 $\text{[math]}$ C . 铍原子核内的中子数是5 D . X表示的是氚原子核

2020年12月4日，我国新一代“人造太阳装置——中国环流器二号M装置在成都建成并成功发电，如图所示。“人造太阳”装置中的核反应主要是一个氚核 $\text{[math]}$ 与一个氘核 $\text{[math]}$ 反应生成一个新核，同时放出一个中子释放核能 $\text{[math]}$ 。已知真空中光速为c，下列说法正确的是（）

A . “人造太阳”装置中的核反应是热核反应 B . 一个 $\text{[math]}$ 核与一个 $\text{[math]}$ 核反应生成的新核中子数为3 C . 一个 $\text{[math]}$ 核与一个 $\text{[math]}$ 核反应过程中的质量亏损为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 核的比结合能为 $\text{[math]}$

2021年9月，在甘肃省武威市全球首台钍基熔盐核反应堆进行试运行放电，也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营的国家。反应堆工作原理如图所示，钍232（ $\text{[math]}$ ）吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会变成易裂变核素铀233（ $\text{[math]}$ ）。下列说法正确的是（）

A . 钍233变成铀233的核反应方程式是： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . 中间产生的新核镤233（ $\text{[math]}$ ）从高能级向低能级跃迁时，会伴随 $\text{[math]}$ 辐射 C . 新核铀233（ $\text{[math]}$ ）的结合能小于钍233（ $\text{[math]}$ ） D . 核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电

发展核能将为我国碳达峰、碳中和战略发挥不可替代的作用。甘肃武威的钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一，它的试验成功标志着我国在这方面的研究“处于国际引领地位”。其中钍基核燃料铀，由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次 $\text{[math]}$ 衰变而来，铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（）

A . 外界温度越高，钍核衰变的速度越快 B . 钍核 $\text{[math]}$ 经过1次 $\text{[math]}$ 衰变可变成镤 $\text{[math]}$ C . 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大 D . 题中铀核裂变的核反应方程为 $\text{[math]}$

2021年12月30日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核反应实验装置（EAST）实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，领先全世界。“人造太阳”的核反应方程是 $\text{[math]}$ ，关于该反应方程，下列说法正确的是（）

A . 属于聚变反应 B . 属于裂变反应 C . X是 $\text{[math]}$ D . X是 $\text{[math]}$

我国计划在2030年前实现“载人登月”，月球土壤里大量存在着一种叫做氦3（ $\text{[math]}$ ）的化学元素，是热核聚变的重要原料，科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3（ $\text{[math]}$ ），如果相关技术开发成功，可为地球带来丰富的能源。关于氦3（ $\text{[math]}$ ）与氘核（ $\text{[math]}$ ）聚变，下列说法中正确的是（）

A . 核反应方程可能为 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ B . 氨3（ $\text{[math]}$ ）与氘核（ $\text{[math]}$ ）发生聚变将吸收能量 C . 核反应生成物的质量将大于反应物的质量 D . 氘核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能大于氦核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能

硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核（ $\text{[math]}$ B）吸收慢中子，转变成锂核（ $\text{[math]}$ Li）和α粒子，释放出γ光子。已知核反应过程中质量亏损为 $\text{[math]}$ ，释放的γ光子的能量为E₀ ，普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法正确的是（）

A . 核反应方程为 $\text{[math]}$ B . 该核反应属于α衰变 C . 核反应中释放出的核能为 $\text{[math]}$ D . 释放的γ光子在真空中的动量 $\text{[math]}$

已知天然放射性物质衰变时放出 $\text{[math]}$ 三种射线。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 三种射线分别是氦原子核、质子和中子 B . 三种射线中 $\text{[math]}$ 射线电离作用最强、 $\text{[math]}$ 射线穿透能力最强 C . $\text{[math]}$ 粒子轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为 $\text{[math]}$ D . 三种射线在真空中的传播速度都等于光速

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