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5　核反应方程与核能
素养测练
基础巩固练
考点一　核反应的类型及核反应方程的书写
1.下列属于放射性衰变的是(　A　)
ACNe
BUnIY+n
CHHHen
DHeAlPn
解析CNe,有一个电子产生,属于β衰变,A正确UnIY+n,反应方程为重核的裂变,B错误HHHen,氘核与氚核生成氦核,属于聚变反应,C错误;
He+Pn,用α粒子轰击铝原子,产生了磷原子,属于原子核的人工转变,D错误。
2.下列关于核反应方程及其表述正确的是(　C　)
A.UKrBa+n为重核裂变反应
BHeHHeH为原子核的α衰变
CHHHen为轻核聚变反应
D.HeAlPH为原子核的人工转变
解析:铀核的裂变需要吸收一个慢中子,在核反应方程中,箭头两侧的中子不能约掉,故A错误;聚变是质量较轻的核聚变为质量较重的核He+HeH为轻核聚变反应,故B错误;聚变是质量较轻的核聚变为质量较重的核,该核反应为轻核聚变反应,故C正确;选项D中核反应的质量数和电荷数不守恒,故D错误。
3.“玉兔二号”上装配的放射性同位素电池能将Pu衰变释放的部分核能转化成电能。Pu发生的核反应方程为PuU+X,下列核反应与Pu发生的核反应属于同一种类型的是(　A　)
ARaRn+X1
BHeNO+X2
CPbBi+X3
DUnKrBa+3X4
解析:根据核反应中质量数与电荷数守恒,可知X为HePuU+X为α衰变。同理 He,Rn+X1为α衰变。X2为HHeNO+X2为原子核的人工转变。X3为ePbBi+X3为β衰变。X4为n,nKrBa+3X4为重核裂变。故选A。
4.下面是四个核反应的方程,下列说法正确的是(　A　)
UnSrXe+3X1　
H+X2Hen　
MgHeAl+X3　
UTh+X4
A.①是核裂变,X1是n
B.②是核聚变,X2是H
C.③是原子核的人工转变,X3是n
D.④是核裂变,X4是He
解析:核反应方程为UnSrXe+n,①是重核的裂变,X1是n,A正确;核反应方程为H+HHen,②是轻核聚变,X2是H,B错误;核反应方程为Mg+AlH,③是原子核的人工转变,X3是H,C错误;核反应方程
为UHe,④不是核裂变,是α衰变,X4是He,D错误。
考点二　核能的计算
5.某核反应方程为XHHen。已知X的质量为2.136 uH的质量为3.180 uHe的质量为4.026 un的质量为1.008 7 u,则下列说法正确的是(　A　)
A.X是H,该反应释放能量
B.X是H,该反应吸收能量
C.X是H,该反应释放能量
D.X是H,该反应吸收能量
解析:根据质量数守恒与电荷数守恒可知,核反应方程为n。由题给条件得核反应中质量亏损为Δm=2.136 u+3.180 u-4.026 u-1.008 7 u=0.281 3 u,所以该反应释放能量。故选A。
6.用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核,生成两个动能均为8.919 MeV的α粒子He),其核反应方程式为 HLiHe。已知质子质量为1.007 825 u,锂原子核的质量为7.016 004 u,α粒子的质量为4.002 60 u,1 u相当于931 MeV。若核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能,则入射质子的动能约为(　A　)
A.0.5 MeV B.8.4 MeV
C.8.9 MeV D.17.3 MeV
解析:该反应放出能量ΔE=(1.007 825 u+7.016 004 u-2×4.002 60 u)×931 MeV/u=17.34 MeV,入射质子的动能EkH=2Ekα-ΔE≈0.5 MeV,故选A。
7.月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3 是一种非常理想的核聚变材料,月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为HHe+X+ΔE,其中ΔE为释放的核能。且知氘核的比结合能为E1,氦核的比结合能为E2,则下列说法正确的是(　C　)
A.X为中子
B.氦3的比结合能比氦核的比结合能大
C.氦3的比结合能为
D.氦3的比结合能为
解析:根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为He+HeH+ΔE,可知X为质子,故A错误;核反应放出能量,可知氦3的比结合能比氦核的比结合能小,故B错误;根据3E+2E1+ΔE=4E2,可得氦3的比结合能为E=,故C正确,D错误。
8.(多选)普通水中含有质量约0.015 0%的“重水”(普通水H2O的两个氢中的一个被氘核取代),使两个氘核通过反应 HHHen发生聚变产生“氦3”,已知氘核的质量是3.343 6×10-27 kg,氦3的质量是5.006 4×10-27 kg,中子的质量是1.674 9×10-27 kg,19 g“重水”含有的氘核数目为6.02×1023个,若一天内“烧”掉1 kg普通水中的所有氘核,则(　CD　)
A.发生聚变反应后比结合能减小
B.聚变反应前后质量守恒但能量不守恒
C.两个氘核聚变后释放的能量约为3.3 MeV
D.所有氘核聚变后可获得约1.3×109 J的能量
解析:裂变或者聚变都是放出能量,故产物的比结合能比反应物的比结合能大,故A错误;核反应前后质量不守恒,亏损的质量以能量的形式放出,自然界任何反应前后能量都是守恒的,故B错误;由E=Δmc2可得,两个氘核聚变后释放的能量 E0=(2×3.343 6×10-27-
5.006 4×10-27-1.674 9×10-27)×(3×108)2 J≈3.3 MeV,故C正确;“烧”掉 1 kg 普通水中所有氘核放出的能量为E=×0.015%×6.02×1023× MeV≈1.3×109 J,故D正确。
能力提升练
9.(多选Po具有放射性,其发生衰变时的核反应方程为PoPb+X,该核反应过程中放出的能量为ΔE。设Po的结合能为E1,结合能为E2,X的结合能为E3,已知光在真空中的传播速度为c,则下列说法正确的是(　AD　)
A.Pb的比结合能大于Po的比结合能
B.该核反应过程中放出的能量ΔE=206E2+4E3-210E1
C.该核反应过程中的质量亏损可以表示为m=ΔEc2
D.衰变过程中放出的光子是由新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
解析:比结合能越大,原子核越稳定,由于Pb比Po更稳定,所以Pb的比结合能大于Po的比结合能,故A正确Po的结合能为E1,Pb的结合能为E2,X的结合能为E3,则该核反应过程中放出的能量为ΔE=E2+E3-E1,故B错误;根据爱因斯坦质能方程可知ΔE=mc2,可得m=,故C错误;原子核发生衰变后,生成的新原子核位于高能级,能自发向低能级跃迁,从而放出光子,故D正确。
10.在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变,放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,M表示新核的质量,放射性原子核用X表示,新核的元素符号用Y表示,该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能,则(　A　)
A.新核Y和α粒子做圆周运动的半径之比=
B.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小为
C.新核的运动周期T=
D.衰变过程的质量亏损为Δm=
解析:衰变过程中满足动量守恒,即p=mv=Mv′,又由于粒子在磁场中的轨道半径r=,而α粒子带两个单位正电荷,因此新核Y和α粒子做圆周运动的半径之比==,A正确;α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小I==,B错误;新核的运动周期T==,C错误;由于R=,根据质能方程+=Δmc2,整理得Δm=,D错误。
11.太阳中含有大量的氘核,因氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射。若已知两个氘核H聚变产生一个中子n和一个氦核He。已知氘核质量为2.013 6 u,氦核质量为3.015 0 u,中子质量为1.008 7 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。
(1)写出核反应方程。
(2)求核反应中释放的核能。
(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能。
解析:(1)核反应方程为HHHen。
(2)核反应过程中质量亏损为
Δm=2×2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u=0.003 5 u,
释放的核能为ΔE=0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV。
(3)设 n和He的动量分别为p1和p2,根据动量守恒定律得p1+p2=0,
可得p1和p2大小相等,方向相反。
根据p=mv,Ek=mv2,联立得Ek=,
又mHe=3mn,故有En=3EHe,
由能量守恒定律得En+EHe=ΔE+2Ek,
代入数据解得En=2.97 MeV,EHe=0.99 MeV。
答案:(1)HHHen
(2)3.26 MeV　(3)2.97 MeV　0.99 MeV5　核反应方程与核能
[学习目标要求]
1.熟悉衰变、人工转变、裂变、聚变四种核反应类型及核反应方程的书写。
2.知道获得核能的途径,掌握核能的计算方法。
要点一　核反应的类型及核反应方程的书写
1.核反应的四种类型
类型 可控性 核反应方程典例
衰 变 α衰变 自发 UThHe
β衰变 自发 ThPae
人工 转变 人工 控制 NHeOH (卢瑟福发现质子)
Be+HeCn (查德威克发现中子)
AlHe Pn 约里奥·居里 夫妇发现放 射性同位素 及正电子
PSi+ e
重核 裂变 比较容 易进行 人工 控制 UnBaKr+ n
UnXeSr+ 1n
轻核 聚变 目前无 法控制 HHHen
2.核反应方程式的书写规范
(1)熟记常见基本粒子的符号,是正确书写核反应方程的基础。如质子H)、中子n)、α粒子He)、β粒子e)、正电子e)、氘核H)、氚核H)等。
(2)掌握核反应方程遵守的规律,是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向。
(3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。
注意:质量数守恒不是质量守恒,核反应过程中伴随着能量的释放,反应前后质量会变化,一般质量会亏损。
[例1] 目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是(　A　)
AUnSrXe+1n
BNaMge
CNHeOH
DUThHe
解析:目前核电站都是通过重核裂变来获取核能,重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成中等质量的原子核,A是裂变反应,A正确;B为β衰变,C是发现质子的反应,D是α衰变,B、C、D错误。
[针对训练1] 能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法正确的是(　B　)
A.HHHen是α衰变
BUnXeSr+1n是目前人类获得核能的主要方式
CThPa+X中的X是质子
DHHHen是核聚变,反应后的总质量较聚变前增加
解析:核反应方程HHHen是轻核聚变,故A错误;核反应方程UnXe+Sr+1n属于重核裂变,是目前人类获得核能的主要方式,故B正确;由质量数守恒和电荷数守恒,可知核反应方程ThPa+X中的X的质量数为0,电荷数为-1,则X为电子,故C错误;核反应方程HHHen是核聚变,反应过程中放出能量,由质能关系可知反应后的总质量较聚变前减少,故D错误。
要点二　核能的计算
1.获得核能的途径
(1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程。重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量核能。为了使铀235裂变时发生链式反应,铀块的体积应大于它的临界体积。
(2)轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘核和氚核结合成氦核,必须达到几百万摄氏度以上的高温,因此聚变反应又叫热核反应。
2.核能的计算方法
(1)根据ΔE=Δmc2计算核能,Δm的单位是kg,c的单位是m/s,ΔE的单位是J。
(2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算核能,Δm的单位是u,u是原子质量单位,其中1 u相当于 931.5 MeV 的能量,ΔE的单位是MeV。
(3)根据平均结合能计算核能,原子核的结合能=平均结合能×核子数。
(4)可以结合动量守恒定律和能量守恒定律来计算核能,此时应该注意动量与动能关系式p2=2mEk的应用。
[例2] 已知原子核Po的质量为209.982 87 u,原子核Pb的质量为205.974 46 u,α粒子的质量为 4.002 60 u,静止的Po核在衰变中放出α粒子后变成Pb核,已知1 u相当于931.5 MeV的能量,求:
(1)衰变过程中的质量亏损。
(2)衰变过程中释放的能量。
(3)衰变后的瞬间,α粒子和Pb核的动能。
解析:(1)衰变的核反应方程为
PoHe,
衰变过程中的质量亏损为
Δm=(209.982 87-205.974 46-4.002 60) u=0.005 81 u。
(2)衰变过程中释放的能量为
ΔE=0.005 81×931.5 MeV≈5.41 MeV。
(3)衰变前后系统的动量守恒,衰变前的动量为0,则根据动量守恒定律知,衰变后α粒子和 Pb核的动量大小相等,方向相反。即有pα=pPb,
又Ek=,得 =≈,
又因核反应释放的能量只转化为二者的动能,
根据能量守恒定律得Ekα+EkPb=ΔE=5.41 MeV,
联立解得Ekα≈5.31 MeV,EkPb≈0.1 MeV。
答案:(1)0.005 81 u　(2)5.41 MeV
(3)5.31 MeV　0.1 MeV
[针对训练2] 太阳内部核聚变反应产生的能量向太空辐射,太阳辐射在到达地面之前会经过厚厚的大气层并损失近50%能量。现测得单位时间内地球表面正对太阳光的单位面积上吸收的太阳辐射约为1.4×103 J/(m2· s)。已知日地距离为1.5×108 km,则太阳每秒钟因辐射而亏损的质量约为(　D　)
A.8.8×103 kg B.6.6×105 kg
C.2.2×107 kg D.8.8×109 kg
解析:根据题意可知,1 s内到达地面1 m2的能量为E1=1.4×103 J,太阳每秒钟辐射到以日地距离为半径的球面上的总能量为E1′=E1×4πR2=1.4×103×4×3.14×(1.5×1011)2 J=3.956 4×
1026 J,而太阳辐射在到达地面之前会经过厚厚的大气层并损失近50%能量,则可知太阳每秒实际辐射出的总能量为E总=2E1′=7.912 8×1026 J,由爱因斯坦的质能方程可知每秒钟太阳损失的质量为Δm=≈8.8×109 kg,故选D。
素养测练
基础巩固练
考点一　核反应的类型及核反应方程的书写
1.下列属于放射性衰变的是(　A　)
ACNe
BUnIY+n
CHHHen
DHeAlPn
解析CNe,有一个电子产生,属于β衰变,A正确UnIY+n,反应方程为重核的裂变,B错误HHHen,氘核与氚核生成氦核,属于聚变反应,C错误;
He+Pn,用α粒子轰击铝原子,产生了磷原子,属于原子核的人工转变,D错误。
2.下列关于核反应方程及其表述正确的是(　C　)
A.UKrBa+n为重核裂变反应
BHeHHeH为原子核的α衰变
CHHHen为轻核聚变反应
D.HeAlPH为原子核的人工转变
解析:铀核的裂变需要吸收一个慢中子,在核反应方程中,箭头两侧的中子不能约掉,故A错误;聚变是质量较轻的核聚变为质量较重的核He+HeH为轻核聚变反应,故B错误;聚变是质量较轻的核聚变为质量较重的核,该核反应为轻核聚变反应,故C正确;选项D中核反应的质量数和电荷数不守恒,故D错误。
3.“玉兔二号”上装配的放射性同位素电池能将Pu衰变释放的部分核能转化成电能。Pu发生的核反应方程为PuU+X,下列核反应与Pu发生的核反应属于同一种类型的是(　A　)
ARaRn+X1
BHeNO+X2
CPbBi+X3
DUnKrBa+3X4
解析:根据核反应中质量数与电荷数守恒,可知X为HePuU+X为α衰变。同理 He,Rn+X1为α衰变。X2为HHeNO+X2为原子核的人工转变。X3为ePbBi+X3为β衰变。X4为n,nKrBa+3X4为重核裂变。故选A。
4.下面是四个核反应的方程,下列说法正确的是(　A　)
UnSrXe+3X1　
H+X2Hen　
MgHeAl+X3　
UTh+X4
A.①是核裂变,X1是n
B.②是核聚变,X2是H
C.③是原子核的人工转变,X3是n
D.④是核裂变,X4是He
解析:核反应方程为UnSrXe+n,①是重核的裂变,X1是n,A正确;核反应方程为H+HHen,②是轻核聚变,X2是H,B错误;核反应方程为Mg+AlH,③是原子核的人工转变,X3是H,C错误;核反应方程
为UHe,④不是核裂变,是α衰变,X4是He,D错误。
考点二　核能的计算
5.某核反应方程为XHHen。已知X的质量为2.136 uH的质量为3.180 uHe的质量为4.026 un的质量为1.008 7 u,则下列说法正确的是(　A　)
A.X是H,该反应释放能量
B.X是H,该反应吸收能量
C.X是H,该反应释放能量
D.X是H,该反应吸收能量
解析:根据质量数守恒与电荷数守恒可知,核反应方程为n。由题给条件得核反应中质量亏损为Δm=2.136 u+3.180 u-4.026 u-1.008 7 u=0.281 3 u,所以该反应释放能量。故选A。
6.用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核,生成两个动能均为8.919 MeV的α粒子He),其核反应方程式为 HLiHe。已知质子质量为1.007 825 u,锂原子核的质量为7.016 004 u,α粒子的质量为4.002 60 u,1 u相当于931 MeV。若核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能,则入射质子的动能约为(　A　)
A.0.5 MeV B.8.4 MeV
C.8.9 MeV D.17.3 MeV
解析:该反应放出能量ΔE=(1.007 825 u+7.016 004 u-2×4.002 60 u)×931 MeV/u=17.34 MeV,入射质子的动能EkH=2Ekα-ΔE≈0.5 MeV,故选A。
7.月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3 是一种非常理想的核聚变材料,月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为HHe+X+ΔE,其中ΔE为释放的核能。且知氘核的比结合能为E1,氦核的比结合能为E2,则下列说法正确的是(　C　)
A.X为中子
B.氦3的比结合能比氦核的比结合能大
C.氦3的比结合能为
D.氦3的比结合能为
解析:根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为He+HeH+ΔE,可知X为质子,故A错误;核反应放出能量,可知氦3的比结合能比氦核的比结合能小,故B错误;根据3E+2E1+ΔE=4E2,可得氦3的比结合能为E=,故C正确,D错误。
8.(多选)普通水中含有质量约0.015 0%的“重水”(普通水H2O的两个氢中的一个被氘核取代),使两个氘核通过反应 HHHen发生聚变产生“氦3”,已知氘核的质量是3.343 6×10-27 kg,氦3的质量是5.006 4×10-27 kg,中子的质量是1.674 9×10-27 kg,19 g“重水”含有的氘核数目为6.02×1023个,若一天内“烧”掉1 kg普通水中的所有氘核,则(　CD　)
A.发生聚变反应后比结合能减小
B.聚变反应前后质量守恒但能量不守恒
C.两个氘核聚变后释放的能量约为3.3 MeV
D.所有氘核聚变后可获得约1.3×109 J的能量
解析:裂变或者聚变都是放出能量,故产物的比结合能比反应物的比结合能大,故A错误;核反应前后质量不守恒,亏损的质量以能量的形式放出,自然界任何反应前后能量都是守恒的,故B错误;由E=Δmc2可得,两个氘核聚变后释放的能量 E0=(2×3.343 6×10-27-
5.006 4×10-27-1.674 9×10-27)×(3×108)2 J≈3.3 MeV,故C正确;“烧”掉 1 kg 普通水中所有氘核放出的能量为E=×0.015%×6.02×1023× MeV≈1.3×109 J,故D正确。
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9.(多选Po具有放射性,其发生衰变时的核反应方程为PoPb+X,该核反应过程中放出的能量为ΔE。设Po的结合能为E1,结合能为E2,X的结合能为E3,已知光在真空中的传播速度为c,则下列说法正确的是(　AD　)
A.Pb的比结合能大于Po的比结合能
B.该核反应过程中放出的能量ΔE=206E2+4E3-210E1
C.该核反应过程中的质量亏损可以表示为m=ΔEc2
D.衰变过程中放出的光子是由新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
解析:比结合能越大,原子核越稳定,由于Pb比Po更稳定,所以Pb的比结合能大于Po的比结合能,故A正确Po的结合能为E1,Pb的结合能为E2,X的结合能为E3,则该核反应过程中放出的能量为ΔE=E2+E3-E1,故B错误;根据爱因斯坦质能方程可知ΔE=mc2,可得m=,故C错误;原子核发生衰变后,生成的新原子核位于高能级,能自发向低能级跃迁,从而放出光子,故D正确。
10.在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变,放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量,M表示新核的质量,放射性原子核用X表示,新核的元素符号用Y表示,该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能,则(　A　)
A.新核Y和α粒子做圆周运动的半径之比=
B.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小为
C.新核的运动周期T=
D.衰变过程的质量亏损为Δm=
解析:衰变过程中满足动量守恒,即p=mv=Mv′,又由于粒子在磁场中的轨道半径r=,而α粒子带两个单位正电荷,因此新核Y和α粒子做圆周运动的半径之比==,A正确;α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小I==,B错误;新核的运动周期T==,C错误;由于R=,根据质能方程+=Δmc2,整理得Δm=,D错误。
11.太阳中含有大量的氘核,因氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射。若已知两个氘核H聚变产生一个中子n和一个氦核He。已知氘核质量为2.013 6 u,氦核质量为3.015 0 u,中子质量为1.008 7 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。
(1)写出核反应方程。
(2)求核反应中释放的核能。
(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能。
解析:(1)核反应方程为HHHen。
(2)核反应过程中质量亏损为
Δm=2×2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u=0.003 5 u,
释放的核能为ΔE=0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV。
(3)设 n和He的动量分别为p1和p2,根据动量守恒定律得p1+p2=0,
可得p1和p2大小相等,方向相反。
根据p=mv,Ek=mv2,联立得Ek=,
又mHe=3mn,故有En=3EHe,
由能量守恒定律得En+EHe=ΔE+2Ek,
代入数据解得En=2.97 MeV,EHe=0.99 MeV。
答案:(1)HHHen
(2)3.26 MeV　(3)2.97 MeV　0.99 MeV(共22张PPT)
5　核反应方程与核能
[学习目标要求]
1.熟悉衰变、人工转变、裂变、聚变四种核反应类型及核反应方程的书写。
2.知道获得核能的途径,掌握核能的计算方法。
探究重点
·
能力提升
要点一　核反应的类型及核反应方程的书写
1.核反应的四种类型
2.核反应方程式的书写规范
(3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。
注意:质量数守恒不是质量守恒,核反应过程中伴随着能量的释放,反应前后质量会变化,一般质量会亏损。
[例1] 目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是(　 　)
A
解析:目前核电站都是通过重核裂变来获取核能,重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成中等质量的原子核,A是裂变反应,A正确;B为β衰变,C是发现质子的反应,D是α衰变,B、C、D错误。
[针对训练1] 能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法正确的是(　 　)
B
要点二　核能的计算
1.获得核能的途径
(1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程。重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量核能。为了使铀235裂变时发生链式反应,铀块的体积应大于它的临界体积。
(2)轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘核和氚核结合成氦核,必须达到几百万摄氏度以上的高温,因此聚变反应又叫热核反应。
2.核能的计算方法
(1)根据ΔE=Δmc2计算核能,Δm的单位是kg,c的单位是m/s,ΔE的单位是J。
(2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算核能,Δm的单位是u,u是原子质量单位,其中1 u相当于 931.5 MeV 的能量,ΔE的单位是MeV。
(3)根据平均结合能计算核能,原子核的结合能=平均结合能×核子数。
(4)可以结合动量守恒定律和能量守恒定律来计算核能,此时应该注意动量与动能关系式p2=2mEk的应用。
(1)衰变过程中的质量亏损。
答案:(1)0.005 81 u
(2)衰变过程中释放的能量。
答案:(2)5.41 MeV
解析:(2)衰变过程中释放的能量为
ΔE=0.005 81×931.5 MeV≈5.41 MeV。
答案:(3)5.31 MeV　0.1 MeV
[针对训练2] 太阳内部核聚变反应产生的能量向太空辐射,太阳辐射在到达地面之前会经过厚厚的大气层并损失近50%能量。现测得单位时间内地球表面正对太阳光的单位面积上吸收的太阳辐射约为1.4×103 J/(m2· s)。已知日地距离为1.5×108 km,则太阳每秒钟因辐射而亏损的质量约为(　 　)
A.8.8×103 kg B.6.6×105 kg
C.2.2×107 kg D.8.8×109 kg
D
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