第四节核反应核能、重核裂变

第五节核反应核能复习:1、完成下列的核反应方程式：一、核反应：2、核反应遵循的基本规律：质量数和电荷数都守恒3、核反应的能量来源分析：爱因斯坦的相对论指出,物体的能量荷质量之间存在着密切的联系.某种元素的原子核变为另一种元素的原子核的过程。1、分类：衰变、人工核转变、裂变等例1、质子和中子的发现方程。二、质能方程1、质量亏损：组成核的核子总质量和原子核的质量之差Δm

如:经过精确计算表明,氘核（）的质量比中子（）和质子（）的质量之和要小一些。2、质能方程：E＝m

c2ΔE＝Δm

c23、证明：1u

=931.5MeV4.核子在结合成原子核时，质量有亏损，要放出能量。反之，原子核分解成核子时要吸收能量。三、原子核反应的类型：1、两类基本的核反应重核裂变轻核聚变重核俘获一个中子后分裂为几个中等质量的核的反应过程.在裂变的同时要放出几个中子和大量的核能。某些轻核结合成质量较大的核的核反应过程，同时放出大量的核能。2、重核裂变-----以铀核的裂变为例（1）一种典型的铀核裂变（2）链式反应：铀核裂变时放出几个中子，再引起其他铀核裂变而使裂变反应不断进行下去称为链式反应。链式反应的示意图：(3)重核裂变的应用核电站核心设施：核反应堆浓缩铀制成的铀棒减速剂：石墨、重水或普通水，用于减小中子的速度控制棒：镉，用于吸收中子，控制核反应的快慢。原子弹：不可控的核反应原子弹爆炸时的蘑菇云“小男孩”（前）和“胖子”例1、由核子结合成原子核时()核的质量总是小于组成它的核子的质量和B.原子核的质量应该等于组成它的核子的质量和C.核子结合成原子核时要放出能量D.核子结合成原子核时要吸收能量。AC一个质子和一个中子结合氘核时,产生

γ光子,由此可见

()A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和B.氘核的质量小于质子和中子的质量之和C.核子结合成原子核时会释放核能D.原子核分解成核子时会释放核能BC例2、例3、关于质能方程E=mc2,下述错误的是（）A.质能方程是爱因斯坦最先得出的该方程表明物体的质量和能量可以相互转化C.该方程表明物体的能量跟它的质量成正比D.该方程既适用于微观粒子,也适合宏观物体B两个中子和两个质子可以结合成一个氦核,已知中子的质量是1.008665u,质子的质量是1.007276u,氦核的质量是4.0026u,求此核反应的质量亏损和结合能,(1u=1.66×10-27千克,c=3×108米／秒)解：△m＝0.029282u

△E＝△mc2=931.5×0.029282=27.3MeV或△E＝△mc2

＝0.029282×1.66×10-27×(3×108)2

＝4.37×10－12J＝27.3MeV例4、

13.一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10-25

kg，钍核质量为3.786567×10-25

kg，α粒子的质量为6.64672×10-27

kg，在这个衰变过程中释放出来的能量等于

J（保留两位二位数字）

8.7×10-13

12.中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合为氘核时释放的能量为

J。3.7×10-1311．裂变反应是目前利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为

反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是________________MeV。235.04391.008793.9154138.9178235U92

92038540

235U+1n→

94

Sr+139Xe+31

n235U92解：Δm=0.1933uΔE=931.5×0.1933=1.8×102

MeV1.8×10216.（12分）如下一系列核反应是在恒星内部发生的，其中p为质子，α为α粒子，e+为正电子，ν为一种中微子。已知质子的质量为mp=1.672648×10-27kg，α粒子的质量为mα=6.644929×10-27kg，正电子的质量为me=9.11×10-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3×108m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。=6.644929×10-27kgme=9.11×10-31kgm