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核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控...

核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子.若已知氘原子核的质量为2.0141u,氚原子核的质量为3.0160u,氦原子核的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u1u=1.66×10-27kg.(一年按3.2×107s计算,光速c=3.00×108m/s,结果保留两位有效数字)

1)写氘和氚聚合的反应方程; 

2)试计算这个核反应释放出来的能量;

3)若建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗氘的质量为多少?

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程. (2、3)根据爱因斯坦质能方程求出核反应所释放的能量,通过能量守恒定律求出每年消耗氘的质量. (1)根据电荷数守恒、质量数守恒得, (2)根据爱因斯坦质能方程得,. (3)设每年消耗氘的质量为m,根据能量守恒定律得, 代入数据解得m=23kg.
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考点分析:
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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. 已知铀核的质量为235.0439 u,中子质量为1.0087 u,锶(Sr)核的质量为89.9077 u,氙(Xe)核的质量为135.9072 u.1 u=1.66×10-27 kg,浓缩铀中铀235的含量占2%。

(1)核反应堆中的“燃料”是U,完成下面的核反应方程式:U+n→Sr+Xe+10n;

(2)一个铀核发生裂变所释放出的能量是多少?

(3)一座100万千瓦的核电站每年放出的热量是3.2×1016 J。则每年需要多少吨浓缩铀?

 

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如图所示为卢瑟福粒子散射实验装置的示意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光屏可观察粒子在各个角度的散射情况。

1)下列说法中正确的是____________

A.在图中的AB两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多

B.在图中的B位置进行观察;屏上观察不到任何闪光

C.卢瑟福选用不同金属箔片作为粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似

D. 粒子发生散射的主要原因是粒子撞击到金原子后产生的反弹

2)卢瑟福根据该实验的实验结果提出了_____________模型。

 

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为了研究原子的结构,卢瑟福和他的同事做了如图所示的________实验,显微镜是图中的________.(选填“A”、“B”、“C”“D”)

 

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使用γ射线探伤,即利用γ射线检查金属部件是否存在砂眼、裂痕等,这是利用了γ射线的________的特点;用α射线可以泄去化纤、纺织品上的有害静电,这是利用了α射线的________的特点;放射性物质发出的射线可以导致癌症,这是因为放射性物质发出的射线能________

 

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放射性原子在人类生活中的很多地方都有着特殊的作用,对人类的科学研究有着很大的帮助,其中最主要的作用是作为示踪原子。最近医学界通过用放射性来标记,发现一种的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞,从而抑制艾滋病。

1)下面有关叙述正确的是:__________________

A. 含有相同的中子数

B. 是同分异构体

C. 中普通碳原子的化学性质不同

D. 互为同位素

2)自然界中存在很多像的放射性原子,这些天然放射现象的发现说明了什么问题:__________

A.原子不可以再分           B.原子是构成物质的最小微粒

C.原子核还可以再分           D.原子核是由质子和中子构成

 

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