第4章核 能章末整合提升1 网络构建 客观简明了然 2 分类突破 整合释疑点拨核能核能一、核能的计算方法1.利用质能方程来计算核能(1)首先根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损m.(2)再根据爱因斯坦质能方程Emc2或Emc2计算核能.方程Emc2中若m的单位用“kg”、c的单位用“m/s”，则E的单位为“J”；若m的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系1 u相当于931.5 MeV推算E，此时E的单位为“兆电子伏(MeV)”，即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV.2.利用平均结合能来计算核能原子核的结合能核子的平均结合能核子数.核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能.答案5.705 MeV(或9.151013 J)例2已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A.释放出4.9 MeV的能量 B.释放出6.0 MeV的能量C.释放出24.0 MeV的能量 D.吸收4.9 MeV的能量C二、原子物理与动量、能量相结合的问题1.核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒.2.动量守恒定律和能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，大到宏观物体小到微观粒子都适用.动量守恒定律在原子物理中的应用常见有以下两种情况：(1)未发生核反应，中子与原子核的作用可看作是弹性碰撞.此过程满足动量守恒，动能守恒.(2)发生核反应，产生新核和新粒子，无光子放出，此过程满足动量守恒，能量守恒(注意核反应中释放的核能).(1)方程中的“X”核符号为_；(2)钚核的质量为239.052 2 u，铀核的质量为235.043 9 u，X核的质量为4.002 6 u，已知1 u相当于931 MeV，则该衰变过程放出的能量是_MeV；解析 钚核衰变过程中的质量亏损m239.052 2 u235.043 9 u4.002 6 u0.005 7 u，根据爱因斯坦质能方程，得出衰变过程中放出的能量E0.005 7931 MeV5.31 MeV.5.31(3)假设钚核衰变释放的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是_.58.7解析根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和粒子的动能.(2)求出该反应放出的能量E；解析核反应过程中的质量亏损为m(10.016 771.008 6657.018 224.002 60) u0.004 615 u，释放出的能量为E0.004 615931.5 MeV4.30 MeV.答案4.30 MeV(3)若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和粒子的动能各是多少？解析根据动量守恒定律有mLivLimv，根据能量守恒有EkLiEkE4.30 MeV，解得锂核和粒子的动能分别为EkLi1.56 MeV，Ek2.74 MeV.答案1.56 MeV2.74 MeV针对训练 一个原来静止的锂核( Li)俘获一个速度为7.7104 m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0103 m/s，方向与中子的运动方向相反.(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；解析取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得mnv0mTv1mHev2答案2104 m/s(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量.(已知氘核质量为mD2.014 102 u，氚核质量为mT3.016 050 u，氦核质量mHe4.002 603 u，中子质量mn1.008 665 u,1 u1.660 61027 kg)解析质量亏损为mmDmTmHemn(2.014 1023.016 0504.002 6031.008 665) u0.018 884 u3.1361029 kg根据爱因斯坦质能方程Emc23.1361029(3108)2 J2.821012 J.答案2.821012 J24 章末整合提升9、静夜四无邻，荒居旧业贫。
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