第6节 重核的裂变
1．裂变．
核物理学中把重核分裂成质量较小的核，放出核能的反应．用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，裂变产物多种多样．一种典型的裂变反应是生成钡和氪，同时放出3个中子．核反应方程：
2．链式反应．
一般来说，铀核裂变时总要释放2～3个中子，当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变中放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应．临界体积：链式反应能否进行的一个重要因素就是铀块的体积．通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫临界体积．
3．核电站．
利用核能发电，其核心是核反应堆．
(1)反应堆：以慢中子反应堆为例．它包括核燃料、减速剂、控制棒和水泥防护层．①核燃料(其中铀235占2%～4%)制成的铀棒；②减速剂：使快中子变成为慢中子，易被铀235俘获引起裂变，常用的减速剂有石墨、重水和普通水；③控制棒：用来吸收中子，以控制裂变的速度，通常用镉制成；④水泥防护层：屏蔽裂变产物放出的各种射线．
(2)核电站工作原理：核裂变产生的巨大能量，大部分转化为内能，使反应区温度升高，循环水或核反应液态金属钠等流体把热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却．
1．现已建成的核电站的能量来自于(C)
A．天然放射性元素衰变放出的能量
B．人工放射性同位素放出的能量
C．重核裂变放出的能量
D．化学反应放出的能量
2．(多选)当一个重核裂变时，它所产生的两个核(BD)
A．是稳定的
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量
4
D．可以是多种形式的两个核的组合
解析：重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2～ 3个中子，故中子数会减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项B、D正确．
3．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法：
以上说法中完全正确的是(D)
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：有核子数235个，质子数92个，中子数235－92＝143，①对；裂变反应式满足质量数守恒，电荷数也守恒，②对；半衰期与温度无关，③错；根据爱因斯坦质能方程知④正确，所以D项正确．
4．在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子. .
以下判断中错误的是(B)
A．X1是中子 B．X2是质子
C．X3是α粒子 D．X4是电子
解析：本题较简单，利用质量数和电荷数守恒即可判断．由质量数和电荷数守恒知第一个式子错误；由30＝30＋0和15＝14＋1知X2是正电子；同理知X3是α粒子，X4是电子，故B正确．
5. 在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是(D)
A．氢 B．镉
C．氧 D．水
解析：在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，D正确．
6．镉棒在核反应堆中的作用是(D)
A．使快中子变慢中子
B．使慢中子变快中子
4
C．使反应速度加快
D．控制反应速度，调节反应速度的快慢
解析：在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子、控制反应速度、调节功率大小的作用．
7．为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法 (C)
A．铀块可制成任何的体积
B．铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核
C．通过慢化剂将产生的中子减速
D．用镉棒可作为慢化剂使中子减速
解析：由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故A错误，铀核裂变释放出的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故C正确，B、D错误．
8．(多选)山东荣成石岛湾核电站总装机规模400万千瓦．核电站与火电站相比较，其优势在于(AB)
A．核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量
B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭
C．核电站造成的污染大于相等发电能力的火电站
D．核电站比火电站更容易建造
解析：核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的15倍，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B均正确，C错误；核电站的建造难度较大，D错误．
9．一个铀235吸收一个中子发生核反应时大约放出196 MeV的能量，则1 g纯完全发生核反应时放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)(D)
A．NA×196 MeV B．235NA×196 MeV
C．235×196 MeV D.×196 MeV
解析：由于1 mol的铀核质量为235 g，1 g铀235的摩尔数为，因此1 g铀235释放的能量E＝×196 MeV，故D正确．
10. (多选) 2011年3 月11 日，日本近海发生了9.0 级地震，引发海啸与核泄漏危机，大量放射性物质外泄．放射性物质铯()和碘()进入大气，该地区水源、空气和生活环境被放射性污染．下列说法正确的是(AC)
A．核反应堆中的废料具有很强的放射性，需装入特制的容器，深埋地下或海底
B．铀核裂变的一种可能核反应是
C．放射性碘(131I)发生的β衰变方程为
4
D．裂变形式有多种，每种裂变产物不同质量亏损也不同，但释放的能量一定相同
解析：正确解答本题需要掌握：放射性污染的防护；质量数和电荷数守恒在核反应方程中的应用；质能方程的应用．为了预防放射性污染的危害，核反应堆中的废料具有很强的放射性，需装入特制的容器，深埋地下或海底，故A正确；B中的核反应方程质量数不守恒，应该为3个中子，故B错误；根据质量数和电荷数守恒可知，放射性碘()发生的β衰变方程为，故C正确；根据可知质量亏损不同，释放的能量也一定不同，故D错误．
11. (多选)以下说法正确的有(BC)
A．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子
B．核电站中核反应堆发生的是重核裂变反应
C．放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关
D．有相同的核子数
解析：卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型；核电站中核反应堆发生的是重核裂变反应．元素的半衰期由原子核内部因素决定，与外部条件无关．核子数等于质量数．卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，查德威克发现了中子．故A错误；核电站中核反应堆发生的是重核裂变反应．故B正确；元素的半衰期由原子核内部因素决定，与外部条件无关．故C正确；的质量数不同，而质量数等于核子数，则核子数不同．故D错误．
12．根据你学过的对原子微观结构的认识，判断下列说法中正确的是(B)
A．原子间发生相互作用时所放出的能量叫核能
B．核力的作用范围极小
C．α粒子是氦原子失去核外电子后形成的
D．γ粒子能引起其他重核的裂变而使裂变不断进行下去
解析：原子核结构发生变化时产生的能量叫核能；核力是一种强相互作用力，作用的范围极小；α粒子来自原子核．核能来自原子核结构发生变化时产生的，不是原子间发生相互作用产生的．故A错误；核力的作用范围极小．故B正确；α粒子是原子核中的2个质子、2个中子结合成氦核释放出来．故C错误；γ粒子不能引起其他重核的裂变而使裂变不断进行下去．故D错误．
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