核反應 核能 質(zhì)能方程

1、15.315.3核反應核反應核能核能質(zhì)能方程質(zhì)能方程一、考點聚焦一、考點聚焦核能質(zhì)量虧損愛因斯坦的質(zhì)能方程Ⅱ要求核反應堆核電站Ⅰ要求重核的裂變鏈式反應輕核的聚變Ⅰ要求可控熱核反應Ⅰ要求二、知識掃描二、知識掃描1、核反應在核物理學中，原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應典型的原子核人工轉變NHeOH質(zhì)子H的發(fā)現(xiàn)方程盧瑟福147421781111BeHeCn中子n的發(fā)現(xiàn)方程查德威克944212610102、核能（1）核反應

2、中放出的能量稱為核能（2）質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子質(zhì)量之和質(zhì)量虧損（3）質(zhì)能方程：質(zhì)能關系為Ｅ＝ｍｃ2原子核的結合能ΔＥ=Δｍｃ23、裂變把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出的核能的反應，叫裂變典型的裂變反應是：ＵｎＳrＸe10ｎ2359210903813654104輕核的聚變把輕核結合成質(zhì)量較大的核，釋放出的核能的反應叫輕核的聚變聚變反應釋放能量較多，典型的輕核聚變?yōu)椋海龋龋萫ｎ213142105鏈式反應一個重核吸收一個中子

3、后發(fā)生裂變時，分裂成兩個中等質(zhì)量核，同時釋放若干個中子，如果這些中子再引起其它重核的裂變，就可以使這種裂變反應不斷的進行下去，這種反應叫重核裂變的鏈式反應三、三、好題精析好題精析例1雷蒙德戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（v。）而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶電子中微子可以將一個氯核轉變?yōu)橐粋€氫核，其核反應方程式為νe＋Cl→Ar十e371737180－1

4、已知Cl核的質(zhì)量為36.95658u，Ar核的質(zhì)量為36.95691u，e的質(zhì)量為0.00055u，1u質(zhì)量對應371737180－1的能量為931.5MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為（A）0.82MeV（B）0.31MeV（C）1.33MeV（D）0.51MeV[解析]由題意可得：電子中微子的能量E=mc2（mArmemCl）931.5MeV?E?則氡核反沖的動能為⑤01200221mmEvmE??∴

5、⑥mqBlmmmEEE128)5(20021????[點評點評]要熟練掌握核反應方程，動量守恒定律，帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動規(guī)律的綜合運用。例4.核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源。近年來，受控核聚變的科學可行性已得到驗證，目前正在突破關鍵技術，最終將建成商用核聚變電站。一種常見的核聚變反應是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個中子了。若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，

6、氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u=1.661027kg。⑴寫出氘和氚聚合的反應方程。⑵試計算這個核反應釋放出來的能量。⑶若建一座功率為3.0105kW的核聚變電站，假設聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量？（一年按3.2107s計算，光速c=3.00108ms，結果取二位有效數(shù)字）[解析]（1）nHeHH10423121???（2）ΔE=Δmc2=（2014

7、1301604002610087）1661027321016J=2.81012J（3）M===23kg271066.10141.22?????Ept122778108.21066.10141.2102.31032??????????[點評]例5眾所周知，地球圍繞著太陽做橢圓運動，陽光普照大地，萬物生長根據(jù)學過的知識試論述說明隨著歲月的流逝，地球公轉的周期，日、地的平均距離及地球表面的溫度的變化趨勢[解析解析]太陽內(nèi)部進行著劇烈的熱核反應

8、，在反應過程中向外釋放著巨大的能量，這些能量以光子形式放出根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能關系：ΔＥ＝Δｍｃ2，知太陽質(zhì)量在不斷減小地球繞太陽旋轉是靠太陽對地球的萬有引力來提供向心力G=mω2R，現(xiàn)因M減小，即提供的向心2RmM力減小，不能滿足所需的向心力，地球將慢慢向外做離心運動，使軌道半徑變大，日地平均距離變大由上式可知，左邊的引力G減小，半徑R增大，引起地球公轉的角速度變化，從而使公轉周期2RmM變化G=mR，T2=，即T增大2RmM224T?G