6 核裂变 如图所示为我国于1964年10月16日发射的第一颗原子弹爆炸成功的图片．同时，我国政府郑重承诺：中国在任何时候、任何情况下，都不首先使用核武器，不对无核国家或地区使用或威胁使用核武器．我国研制成功原子弹，极大地增强了我国的国防力量． 你知道这其中蕴涵的物理知识吗？ 提示：原子弹是利用重核的裂变反应制成的，在极短时间内能够释放大量核能，发生猛烈爆炸． 核能作为一种新型能源，在人类的发展过程中所起的作用越来越重要．核反应堆中发生着怎样的核反应？ 提示：核反应堆中发生的是可控链式反应． 考点一 重核的裂变及链式反应 1．铀核的裂变 (1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状． (2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能． (3)核能的释放：由于重核的核子的平均质量大于中等质量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中等质量的原子核时，会发生质量亏损，释放核能． (4)铀的存在形式 在天然铀中，主要有两种同位素，99.3%的是U,0.70%的是U，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子作用的情况明显不同． ①U俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量的中子发生裂变的概率大． ②U只有在俘获的中子的能量大于1 MeV时才能发生核反应，且裂变的几率较小．对于低于1 MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不能引起核反应． 2．链式反应的条件 铀块的体积大于或等于临界体积、质量大于或等于临界质量，只要满足其中之一即可． 【例1】 (多选)关于铀核裂变，下述说法正确的是( ) A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核 B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子 C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235 D．铀块的体积对发生链式反应无影响 1．什么是核裂变？ 2．什么是链式反应？ 3．链式反应发生的条件是什么？ 【答案】 BC 【解析】 铀核受到中子的轰击，会发生裂变，裂变的产物是多种多样的，具有极大的偶然性，但裂变成两种不同的核的情况较多，也有的分裂成多种不同的核，并放出2～3个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量较高的中子时才能引起裂变，且裂变的概率小，而要发生链式反应，需使铀块体积大于或等于临界体积，故选项B、C正确． 总结提能 本题考查了重核裂变的知识．重核裂变是重核受中子轰击后分裂成中等质量核的反应，其释放能量的原因是重核的比结合能比中等质量核小． 关于重核的裂变，以下说法正确的是( D ) A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．中子进入铀块中时，一定发生链式反应 C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数量减小 D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，而并非中子的能量，故A错误．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于或等于其临界体积．如果体积小，中子进入铀块时，裂变中产生的中子散失到外界，没有足够的中子，则链式反应就不会发生，故B错误．在裂变反应中核子数是不会减少的，如U＋n―→Sr＋Xe＋10n. 其中各粒子质量分别为 mU＝235.043 9 u，mn＝1.008 67 u， mSr＝89.907 7 u，mXe＝135.907 2 u， 质量亏损为 Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)≈0.151 0 u 可见铀裂变的质量亏损是远小于一 ... ...
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