第6节 核能利用 第7节 小粒子与大宇宙
基础达标
1．(2019年潍坊期中)麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是( )
A．H＋H→He＋n
B．U→Th＋He
C．U＋n→Kr＋Ba＋3n
D．N＋He→O＋H
【答案】A
【解析】A为轻核聚变的反应方程；B为α衰变，不是核聚变反应；C为重核裂变，不是核聚变反应；D为α粒子轰击氮核得到质子的核反应，不是核聚变反应．
2．一个铀235吸收一个中子后发生的反应方程式是U＋n→Xe＋Sr＋10n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于( )
A．(M－m1－m2)c2
B．(M＋m－m1－m2)c2
C．(M－m1－m2－9m)c2
D．(m1＋m2＋9m－M)c2
【答案】C
【解析】铀235裂变时的质量亏损Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m，
由质能方程可得ΔE＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)c2.
3．(2019年上海名校月考)核反应堆是人工控制链式反应速度，并获得核能的装置．它是由以下几个主要部件构成：(1)铀棒；(2)控制棒；(3)减速剂；(4)冷却剂．关于控制棒的主要作用，下面说法正确的是( )
A．使中子减速，维持链式反应的进行
B．吸收中子，控制链式反应的速度
C．冷却降温，控制核反应堆的温度不要持续升高
D．控制铀的体积不要超过临界体积
【答案】B
【解析】控制棒是用含有金属铪、铟、银、镉等材料做成的，可以有效吸收反应堆中的中子．中子越多，核反应越剧烈，故核反应堆就像一堆火一样，要想让核燃料的“火势”减弱或加强，可通过调整控制棒在核反应堆里的高度来实现，插入得越深，“吃”掉的中子越多，拔出得越高，产生的中子越多．要想关闭核反应堆，只需把足够量的控制棒插入到核反应堆里即可．
4．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核和一个电子，其核反应方程式为νe＋Cl→Ar＋e.已知Cl核的质量为36.956 58 u，Ar核的质量为36.956 91 u，e的质量为0.000 55 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为( )
A．0.82 MeV
B．0.31 MeV
C．1.33 MeV
D．0.51 MeV
【答案】A
【解析】核反应过程中，反应前的能量应大于或等于反应后的能量．质量关系为mνe＋mCl≥mAr＋me，得mνe≥0.000 88 u．则电子中微子的最小能量应为0.000 88 u×931.5 MeV/u＝0.82 MeV，故A正确．
5．(多选)下列所述正确的是( )
A．原子是组成物质的不可再分的最小微粒
B．原子是最大的微粒
C．原子由原子核和核外电子构成，质子和中子组成了原子核
D．质子、中子本身也是复合粒子，它们也有着自己复杂的结构
【答案】CD
