7 核聚变知识点题库

2011年3月11日下午，日本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸，受此影响，日本福岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故，对人的安全及环境产生一定的危害作用．下列关于核反应及核衰变的一些说法中正确的是（）

A . 福岛核电站是依靠核聚变反应放出的核能来发电的 B . 核裂变过程质量亏损，核聚变过程质量增大 C . 放射性物质半衰期越短，污染环境时间也越短 D . β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线小

如图所示实验装置可实现原子核的人工转变，当装置的容器内通入气体B时，荧光屏上观察到闪光．图中气体B是，使荧光屏出现闪光的粒子是．

一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子．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．下列说法正确的是（）

A . 核反应方程是 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ H+γ B . 聚变反应中的质量亏损△m=m₁+m₂﹣m₃ C . 辐射出的光子的能量E=（m₃﹣m₁﹣m₂）c² D . 光子的波长λ= $\text{[math]}$

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， $\text{[math]}$ H核的质量为3.0150u．

（1）写出两个氘核聚变 $\text{[math]}$ H成的核反应方程；
（2）已知1u相当于931.5Mev．计算上述核反应中释放的核能为多少Mev；（结果保留三位有效数字）

核电站的主要原料是铀，铀核裂变的产物可能有多种情况，其中一种核反应方程为 $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Ba+ $\text{[math]}$ Kr+Y $\text{[math]}$ n+△E，△E表示核反应释放的能量，并且△E=201MeV，则核反应方程中X、Y的值分别为、，核反应发生的质量亏损△m为．

$\text{[math]}$ Th具有放射性，经以下连续衰变过程，最后生成稳定的 $\text{[math]}$ Pb： $\text{[math]}$ Th→ $\text{[math]}$ Ra→ $\text{[math]}$ Ac→ $\text{[math]}$ Th→…→ $\text{[math]}$ Pb，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ Th和 $\text{[math]}$ Th属于放射性同位素，其原子核中子数相同，质子数不同 B . $\text{[math]}$ Ra发生β衰变后变为 $\text{[math]}$ Ac，说明 $\text{[math]}$ Ra原子核内有β粒子 C . $\text{[math]}$ Ra的半衰期约为6.7年，将该元素掺杂到其他稳定元素中，半衰期将增大 D . 整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变

2019 年 4 月 23 日，海军建军 70 周年阅兵式上，中国海军新型攻击核潜艇 093 改进型攻击核潜艇公开亮相。核潜艇是以核反应堆作动力源。关于核反应，下列说法正确的是（）

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A . 核反应方程 $\text{[math]}$ 属于属于 $\text{[math]}$ 衰发，而 $\text{[math]}$ 射线来自原子外层的电子 B . 核反应方程 $\text{[math]}$ 属于聚发，是核潜艇的动力原理 C . 核反应方程 $\text{[math]}$ 属于裂发，是原子弹裂变反应原理 D . 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和

下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）

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A . 甲图中，比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度 B . 乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是任意的 C . 丙图中，原来有100个氡222经过一个半衰期的时间，一定还剩余 50个 D . 丁图中，链式反应属于重核的裂变，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量

太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核 $\text{[math]}$ 结合成1个氦核 $\text{[math]}$ ，同时释放出正电子 $\text{[math]}$ ；已知氢核的质量为 $\text{[math]}$ ，氦核的质量为 $\text{[math]}$ ，正电子的质量为 $\text{[math]}$ ，真空中光速为 $\text{[math]}$ 则每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能

下列说法正确的是（）

A . 核子结合为原子核时总质量将减小 B . 天然放射现象说明原子具有核式结构 C . γ射线具有很强的电离能力 D . 原子核发生一次β 衰变核内增加一个质子

关于下列核反应方程，以下说法不正确的是（）

① $\text{[math]}$ ② $\text{[math]}$ ③ $\text{[math]}$

A . 方程①中 $\text{[math]}$ 衰变产生的Pa处于激发态，会发出 $\text{[math]}$ 射线 B . 方程①中 $\text{[math]}$ 衰变的发生是自发的过程 C . 方程②是裂变反应，应用时产生的废物容易处理 D . ③是聚变反应，产能效率比裂变反应高

作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于 $\text{[math]}$ 的裂变，现有四种说法

① $\text{[math]}$ 原子核中有92个质子，143个中子；

② $\text{[math]}$ 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为： $\text{[math]}$ ；

③ $\text{[math]}$ 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；

④一个 $\text{[math]}$ 裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10^﹣11J。

以上说法中完全正确的是（）

A . ①②③ B . ②③④ C . ①③④ D . ①②④

原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 的质量为2.0136u， $\text{[math]}$ 的质量为1.0078u， $\text{[math]}$ 的质量为4.0026u， $\text{[math]}$ 的质量为1.0087u，1u=931MeV/c²则有（）

A . k=1，d=4 B . k=2，d=2 C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

钍 $\text{[math]}$ 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤 $\text{[math]}$ ，同时伴随有γ射线产生，其方程为 $\text{[math]}$ ，钍的半衰期为24天。则下列说法中正确的是（）

A . x为质子 B . x是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的 C . γ射线是钍原子核放出的 D . 1g钍 $\text{[math]}$ 经过120天后还剩0.2g钍

装修中用到的某些含有Th（钍）的花岗岩会释放出放射性惰性气体Rn（氡），核反应方程为： $\text{[math]}$ ，而氡会继续发生衰变，放出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 射线，这些射线可能会诱发呼吸道方面的疾病，甚至会导致细胞发生癌变。下列说法正确的是（）

A . 方程中x=3，y是电子 B . 方程中x=2，y是中子 C . 1000个氡经过一个半衰期后还剩下500个 D . 上述核反应方程中，中子总数减少了2个

钴核（ $\text{[math]}$ ）放出一个 $\text{[math]}$ 粒子后衰变成一个镍核（ $\text{[math]}$ ），并伴随产生了 $\text{[math]}$ 射线。已知钴核、 $\text{[math]}$ 粒子、镍核的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 核反应中释放的能量为 $\text{[math]}$ B . 放出的 $\text{[math]}$ 射线的穿透本领比 $\text{[math]}$ 粒子弱 C . 放出的 $\text{[math]}$ 粒子是钻原子核内中子转化而来 D . 若有16个钴原子核，经过一个半衰期后只剩下8个钻原子核

早在唐朝钴（Co）就已经用于唐三彩的制作，使唐三彩呈现美丽的深蓝色。 $\text{[math]}$ Co的某种衰变方程式为 $\text{[math]}$ Co→ $\text{[math]}$ Ni+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），则X为（）

A . 电子（ $\text{[math]}$ ） B . 正电子（ $\text{[math]}$ ） C . 中子（ $\text{[math]}$ ） D . α粒子（ $\text{[math]}$ ）

人们把磷的放射性同位素（ $\text{[math]}$ ）作为粒子源放在水平方向的加速电场左侧，它衰变为硅核（ $\text{[math]}$ ）的同时释放一个x粒子，x粒子（初速度不计）经电压为U₀的电场加速后，从A点水平向右进入竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为E，x粒子恰好打到电场与磁场I的竖直分界线的最下方M点（未进入磁场），并被位于该处的金属片全部吸收，A、M两点的水平距离为L。从金属片溅射出的部分金属离子以不同速率沿各个方向进入照相底片下方的两个形状相同的三角形匀强磁场区域I和II ，磁场的磁感应强度大小均为B、方向如图，离子打在与水平方向夹角为45°的固定照相底片上，M点到照相底片的距离为d。已知x粒子的比荷为k₁ ，金属离子的比荷为k₂ ，忽略重力及离子间相互作用力。

（1） x粒子为何种粒子?写出磷的放射性同位素的衰变方程；求x粒子加速后的速度大小v₀ ，以及A、M两点的高度差h；
（2）若沿磁场II下边界进入的金属离子恰能在进入磁场I前打到照相底片上，求金属离子的速率v；
（3）若溅射出的金属离子的速率为2v[v为第（2）问中的速率]，求在纸面内金属离子打中照相底片的长度。

下列说法不正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是核裂变 B . $\text{[math]}$ 是重核裂变 C . $\text{[math]}$ 是α衰变 D . $\text{[math]}$ 是轻核聚变

嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球，实现了中国航天历史上的新突破．嫦娥五号中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制，“核电池”利用了 $\text{[math]}$ 的衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 发生的是 $\text{[math]}$ 衰变， $\text{[math]}$ 射线具有极强的穿透能力，可用于金属探伤 B . 衰变后产生新核的中子数比 $\text{[math]}$ 的中子数少2 C . $\text{[math]}$ 在月球上衰变得比地球上快些 D . $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 核经过三个半衰期后，还剩余 $\text{[math]}$ 没有衰变

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