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裂变:重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应.

  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.

     
  聚变:轻核结合成质量较大的核的反应过程称为聚变,伴随释放大量的核能.

  1.核反应中有什么样的核反应可以释放出能量?

  (1) 核子的平均质量(原子核的质量除以核子的个数)与原子序数的关系:铁原子核中核子的平均质量最小,原子序数比铁大的核,原子序数越大,核子的平均质量越大;原子序数比铁小的核,原子序数越小,核子的平均质量也越大.
  (2) 如图6-13:如果原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和
C,或者原子序数很小的轻核D、E结合成一个原子序数大一些的F核,都会有质量亏损,都会放出巨大的核能.

             

  2.链式反应的临界体积

  重核俘获一个中子后分裂为两个(或多个)中等质量核的反应过程,重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量的核能,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. 因为铀块的体积对于产生链式反应是一个重要因素,原子核非常小,如果铀块的体积不够大,中子从铀块中通过时,可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了,能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积.

  3. 轻核发生聚变,必须使两个核间的距离十分接近,达到10-15m的近距离由于原子核都是带正电的,要使它们接近到这种程度,必须克服巨大的库仑斥力. 这就要使原子核具有很大的动能,这就要把它们加热到很高的温度. 当物质达到几百万摄氏度以上的高温时,剧烈的热运动使得一部分原子核已经具有足够的动能,可以克服相互间的库仑斥力,在碰撞时发生聚变,因此,聚变反应又叫热核反应. 热核反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以使反应进行下去.

     
  太阳内部和许多恒星内部,温度高达107K以上,热核反应在那里激烈地进行着. 氢弹是利用热核反应制造的一种大规律杀伤武器.

例题6-10 裂变反应是目前核能利用中常用的反应. 以原子核为燃料的反应堆中,当俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式,其中一种可表示为:

    
     235.0439 1.0087  138.9178   93.9154

     反应方程下方的数字是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9.3×102 MeV,此裂变反应释放出的能量_____MeV. (2000年,全国)



例题6-11 氘核和氚核聚合成氦核的核反应方程如下:

            

     设氘核质量为m1,氚核质量为m2,氦核质量为m3,中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量为(   )

     A.(m1+m2-m3)c2        B.(m1+m2-m4)c2
     C.(m1+m2-m3-m4)c2      D.(m3+m4-m1-m2)c2



例题6-12 一个铍核和一个α粒子结合成一个碳核,共放出5.6MeV的能量,若铍核和α粒子的质量之和为260g恰能完全反应,求共释放出多少能量?其质量亏损为多大?



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