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课件网) 第五章 原子核 第4节 核裂变与核聚变 图解课标要点 学思用·典例详解 例1-1 [教科版教材习题改编](2025·江西省丰城中学开学考试) 2023年山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行，标志着我国第四代核 电技术达到世界领先水平。电站以气体为冷却剂，由热中子引发链式反应，关于该 电站的核反应，下列说法正确的是( ) C A.核反应方程为： B.任意大小的铀块都可以发生链式反应 C.中子的速度与热运动的速度相当时最适于引发核裂变 D.裂变后与裂变前相比，各原子核总质量数增加 【解析】 选项 分析 正误 A B 铀核裂变时，只有达到临界体积的铀块才能发生链式反应。 C 中子的速度与热运动的速度相当时，中子速度较小，容易被铀核捕 捉，发生核反应的概率大，因此最适于引发核裂变。 √ D 裂变不改变原子核的总质量数，裂变前后总质量数不变。 【想一想丨问题驱动】 什么是慢中子？ 提示 速度与热运动速度相当的中子最适于引发核裂变，这样的中子就是“热中子”， 或称慢中子。 图5-4-3 例2-2 如图5-4-3是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识， 下列说法正确的是( ) D A.铀棒是核燃料，核心物质是铀238 B.石墨起到吸收中子的作用 C.镉棒起到使中子减速的作用 D.水泥防护层的作用是阻隔各种射线，避免放射性危害 【解析】核反应堆采用的核燃料为铀235，故A错误；石墨的作用是使中子减速，故 B错误；镉棒的作用是吸收中子，故C错误；水泥防护层的作用是阻隔各种射线，避 免放射性危害，故D正确。 例2-3 某反应堆功率是，用的核燃料是含 铀235的浓缩铀，已知每 个铀核裂变时释放的能量为 ，则这个反应堆一昼夜要消耗多少克核燃料？ 【答案】 【解析】反应堆一天发出的电能 设每天消耗的质量为 核裂变释放的能量 联立解得 则这个反应堆一昼夜要消耗核燃料的质量 。 【想一想丨问题驱动】 为什么说核聚变是最理想的能源？ 提示 轻核聚变产能效率高；地球上核聚变燃料氘储量丰富，而氚可以利用锂来制 取；轻核聚变更为安全、清洁。 例3-4 中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号 ”，取得了聚变 温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学 项目中一直保持着领先。关于核聚变反应，下列说法正确的是( ) B A.核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现 B.两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 C.太阳目前正在进行的核反应既有聚变反应，也有裂变反应 D.核聚变反应的核反应方程可能是 【解析】核聚变反应原理简单，但需要极高的温度，所以比裂变反应更难实现，选 项A错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减 小，比结合能增加，选项B正确；太阳目前正在进行的核反应是聚变反应，选项C错 误；根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，D项中的核反应方程不正确，正 确的应为 。 例4-5 以下说法正确的是( ) D A.聚变是裂变的逆反应 B.若裂变释放能量，则聚变必定吸收能量 C.聚变需将反应物加热至数百万摄氏度的高温，显然吸收能量 D.裂变与聚变均可释放巨大的能量 【解析】从形式上看，裂变与聚变似乎是互为逆反应，但其实不然，因为二者的反 应物和生成物完全不同。裂变是重核分裂成中等质量的核的反应，而聚变则是轻核 聚合成为质量较大的核的反应，二者并非互为逆反应,A错误。既然裂变与聚变不是 互为逆反应，则在能量流向上也不必相反，B错误。要实现聚变反应，必须使参加反 应的轻核充分接近，需要数百万摄氏度的高温提供能量，但聚变反应一旦实现，所 释放的能量远大于所吸收的能量。因此，总的来说，聚变反应还是释放能量，故C错 误，D正确。 【学会了吗丨变式 ... ...
