高中物理常用裂变反应堆的类型试题

原子在不停地做热运动，为了能高精度地研究孤立原子的性质，必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间，例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术，原理如下：
在一个真空室内，一束非常准直的Na-23原子束（通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得，原子做热运动的速率近似为v₀="1" 000 m/s),受一束激光的正面照射，如图15-2-3所示.设原子处在基态，运动方向与激光光子的运动方向相反，选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差，原子就能吸收它而发生跃迁，跃迁后原子的速度为v₁，随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v₀的方向总是相同的，此时原子的速度为v₂,接着重复上述过程，直到原子的速度减小到零.

图15-2-3
（1）吸收与发射光子的总次数为多少？
（2）原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命，大小约为10^-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间，按上述方式，原子初速度v₀减小到零，共需多长时间？该时间内原子共走过的路程为多少？（E=3.36×10^-19 J，钠原子的质量m=3.84×10^-26 kg,N_A=6.0×10²³ mol^-1,c=3.0×10⁸ m/s）

下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是。

A．	射线是高速运动的电子流
B．	氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C．	太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D．	的半衰期是5天，100克 经过10天后还剩下50克

关于核力，下列说法中正确的是（   ）
①原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用 ②核力既可能是引力，又可能是斥力 ③核力对核子做正功，原子核要释放核能 ④原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用

A．①③

B．②④

C．①②

D．③④

如图15-2-1所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MM′是荧光屏.实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则此时磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线与实验相符的有（   ）

图15-2-1

	磁场方向	到达O点射线	到达P点射线
A B C D	竖直向上 竖直向下 垂直纸面向内 垂直纸面向外	β射线 α射线 γ射线 γ射线	α射线 β射线 β射线 α射线

下列说法正确的是

A．Th核发生一次衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小

D．射线是由原子核外的电子电离产生

已知一个氘核和一个氚核聚变成氦原子核时放出17.6 MeV的能量,问4 g氘和6 g氚在聚变时总共可放出多少能量?

要使氘核聚变，必须使它们之间的距离接近到r₀(m)，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E_k=，k₁为玻尔兹曼常数，T为热力学温度.两个氘核之间的电势能E_p=，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．

下列说法正确的是__________（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

B．极限频率越大的金属材料逸出功越大

C．轻核聚变反应方程有∶

D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长

E．氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站.核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大.目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件.
（1）核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式.
(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少吨浓缩铀？已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶（Sr）核的质量为89.907 7 u，氙（Xe）核的质量为135.907 2 u，1 u=1.66×10^-27 kg，浓缩铀中铀235的含量占2％.
(3)同样功率（100万千瓦）的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤？(已知标准煤的热值为2.93×10⁴ kJ/kg)
(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施？（举两种）

放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代.此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成(很不稳定,易发生衰变,其半衰期为5 730年),放出β射线.试写出有关的核反应方程.
(2)若测得一古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%,则此遗骸的年代约有多少年?

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电,这就是核电站.核电站消耗的“燃料”很少,但功率却很大.目前,我国核能发电技术已经成熟,已经具备了发展核电的基本条件.
(1)核反应堆中的“燃料”是,完成下面的核反应方程式
+→.
(2)一座100万千瓦的核电站,每年需要多少千克浓缩铀?已知铀核的质量为235.043 9 u,氙（Xe）的质量为135.907 2 u，锶（Sr）的质量为89.907 7 u,中子质量为1.008 7 u,1 u=1.66×10^-27 kg,浓缩铀中铀235的含量占2%.

铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是，下列说法正确的有

A．上述裂变反应中伴随着中子放出	B．铀块体积对链式反应的发生无影响
C．铀核的链式反应可人工控制	D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u,的质量为3.015 0 u.
(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程；
(2)计算上述核反应中释放的核能；
(3)若两氘核以相等的动能0.35　MeＶ做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能
全部转化为机械能，则反应中生成的和中子的动能各是多少?

处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂直射人磁感强度为B的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，试求：
（1）衰变后α粒子的速率和动能E_ka；
（2）衰变后Y核的速率和动能E_ky；
（3）衰变前X核的质量M_x．

重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是

A．裂变和聚变过程都有质量亏损

B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加

C．裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损

D．裂变和聚变过程质量都有所增加