高中物理常用裂变反应堆的类型试题

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内的氢核聚变反应生成的．
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(1(1)H)聚变成氦核(2(4)He)，同时放出2个正电子(1(0)e)和2个中微子(ν₀)，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
(2)研究表明，银河系的年龄约为t＝3.8×10¹⁷s，每秒钟银河系产生的能量约为1×10³⁷J(即P＝1×10³⁷J/s)．现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)．
(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．
(可能用到的数据：银河系质量约为M＝3×10⁴¹kg，原子质量单位1u＝1.66×10^－27kg,1u相当于1.5×10^－10J的能量，电子能量m_e＝0.0005u，氦核质量m_a＝4.0026u，氢核质量m_p＝1.0078u，中微子ν₀质量为零．)

2011年3月，日本福岛第一核电站在9.0级地震后出现爆炸，反应堆所在建筑遭到损坏，放在容器中的核燃料棒在反应堆堆心发生可控的核反应可能是

A．	B．
C．	D．

（1）某原子核反应堆由铀棒、镉棒、慢化剂、冷却剂和水泥防护层等组成，关于它们的作用，下列说法中正确的是____（填人正确选项前的字母）．

A．铀棒是核反应堆的燃料

B．镉棒是吸收中子的材料

C．慢化剂（如石墨、重水等）起减慢核反应的作用

D．冷却剂把反应堆的热量传递出去，同时使反应堆冷却

（2）两个粒子经相互作用后转化为另外两个粒子的核反应称为二体反应，在二体反应 中，我们可以认为两个粒子组成孤立的系统，反应中遵从动量守恒和能量守恒．用α粒子 轰击氮14的反应就可以看作是一个二体反应。
（1）写出该反应的核反应方程式
（2）已知该反应是吸能反应，反应后系统的总动能减小1.20MeV，设反应前氮核是静止的，那么用来轰击氮核的α粒子的动能至少是多大？ 

下列说法中正确的是

A．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间

B．（镭）衰变为（氡）要经过1次α衰变和1次β衰变

C．β射线是原子核外的电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流

D．中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量

据BBC报道，前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示，日本核电站的问题极为严重，尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆。他称，该反应堆现在遇到了麻烦，因为它使用的是一种不同的燃料：它不是铀，而是一种铀钚混合燃料，而钚是极为危险的，因此一旦这种物质泄漏出来，将使海啸灾难雪上加霜。钚是世界上毒性第二大的物质（世界上毒性第一大的物质为钋）。一片药片大小的钚，足以毒死2亿人，5克的钚足以毒死所有人类。钚的毒性比砒霜大4．86亿奥倍，一旦泄露入太平洋全人类都玩完！239Pu，半衰期24390年。关于钚的危害的认识，你认为错误的是（  ）

A．钚是具有很强的放射性

B．钚是重金属，进入人体会破坏细胞基因从而导致癌

C．钚的半衰期比铀要长的多

D．钚核的裂变反应能放出巨大的能量

要使氘核聚变，必须使氘核之间的距离接近到，也就是接近到核力能够发生作用的范围．物质温度很高时，氘原子将变为等离子体，等离子体的分子平均动能为，叫玻耳兹曼常数，T为热力学温度．两个氘核之间的电势能，式中k为静电力常量，r为电荷之间的距离，则氘核聚变的温度至少为

A．

B．

C．

D．

（1）据2011年3月14日法新社报道，日本核泄漏事故正在加剧，福岛第一核电站3号机组可能已经出现“堆芯熔毁”现象，3号机组所用核燃料为铀和钚，下列关于该核泄漏事件的分析正确的是
A．铀238俘获中子形成铀239，再经一次β衰变，可成为原子反应堆中的燃料钚239
B．钚的半衰期为24100年，则24100年后泄漏物质中钚原子的总数将降低为原来的
C．衰变时放出的α射线比β射线的贯穿本领强
D．在核泄漏的地区由于受到大剂量辐射，会出现癌症、甲状腺病患者增多的现象
（2）在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别是ma、mb，两球在t1时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度图象如图所示．下列关系正确的是(　　)

A．ma>mb　　  B．ma<mb          C．ma＝mb　　  D．无法判断  

北京时间2011年3月11日下午1时，日本本州岛仙台港以东130公里处发生震级9.0级的特大地震，引发日本福岛第一核电站爆炸事故并致核泄露。核辐射问题立即为国际社会所关注。基于对“核”的恐惧，核辐射对健康的危害被人为渲染，各类防辐射小道消息以讹传讹，需要人们用科学的态度，正确认识核福射对健康的危害问题。下列相关说法正确的是

A．有辐射照射就会危及人类健康

B．核电站的能量来自于天然放射性元素衰变放出的能量

C．核泄露长期危害环境的原因是泄露物存在放射性，且这些物质的半衰期很长

D．放射性核素主要通过空气、食物和水对人体造成危害

一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（   ）

A．这个反应的核反应方程是

B．这个核反应既不是聚变反应也不是裂变反应

C．辐射出的光子的能量

D．辐射出的光子的波长

某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为++；++X+方程式中1、表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：

原子核
质量/u	1.0078	3.0160	4.0026	12.0000	13.0057	15.0001

A．X是，              B．X是，
C．X是，              D．X是，

核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生的裂变反应。在众多的裂变反应中，有一种反应方程为，其中X为某种粒子，a为X的个数，则

A．X为中子，a=2

B．X为中子，a=3

C．X为质子，a=2

D．X为质子，a=3

下列说法中正确的是             。

A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大

B．查德威克发现中子的核反应是：

C．衰变说明了粒子（电子）是原子核的组成部分

D．“探究碰撞中的不变量”的实验中得到的结论是碰撞前后两个物体mv的矢量和保持不变

月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3( He)”的化学元素。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将能为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3(He)”核与氘核的反应，下列说法中正确的是         

A．核反应方程式为He＋H→He＋H

B．核反应生成物的质量将大于参加反应物的质量

C．“氦3(He)”一个核子的结合能大于“氦4(He)”一个核子的结合能

D．“氦3(He)”的原子核与一个氘核发生裂变将放出能量

原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源，当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量，这几种反应的总效果可以表示为由平衡条件可知(    )

A．，	B．，
C．，	D．，

2010年上海世博会场馆设施采用很多太阳能技术，太阳的能量来源于氢核的聚变，每次聚变反应可以看作是4个氢核()结合成1个氦核()，同时放出正电子()，已知氢核的质量为，氦核的质量为，正电子的质量为，真空中光速为，下列关于氢核聚变的说法正确的是(    )

A．核反应方程为

B．核反应方程为

C．每次核反应所释放的能量为

D．每次核反应所释放的能量为