知识全解·吃透教材
知识点1 核裂变
一、重核的裂变
重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的原子核的反应过程叫重核的裂变。在裂变的同时，还会放出几个中子和大量能量．
裂变方程式： 
铀235裂变时，同时放出2—3个中子，如果这些中子再引起其他铀235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫链式反应．铀235核能够发生接式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积．使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
二、裂变反应中的能量的计算。
裂变前的质量：
 kg， kg
裂变后的质量：
 kg， kg， kg，
质量亏损：
 kg，
 J=201MeV
1kg铀完全裂变，释放的核能为：ΔE′ =  NAΔE = ×6.02×1023×2.01×108 = 5.15×1032eV = 8.24×1013J 。对应常规能源：合2.51×106kg（即2510吨）煤炭燃烧！
【例1】下列核反应中，表示核裂变的是（ ）
A、
B、
C、
D、
解析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有 衰变、 衰变等。
是衰变，
是衰变，
是人工转变，只的C选项是重核裂变。
答案：C
 把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变，重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。 |
揭示规律·小试身手
 不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。
1．裂变反应是目前核能利用中常见的反应．以原子核 为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：（ ）
U ＋ n → Xe ＋ Sr＋3X
235．0432 1.0087 138.9178 93.9154
反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位 u 为单位，取1 u 的质量对应的能量为9.3×102 MeV，此裂变反应中 ( )
A．释放出的能量是30×102 MeV，X是中子
B．释放出的能量是30 MeV，X是质子
C．释放出的能量是1.8×102 MeV，X是中子
D．释放出的能量是1.8×102 MeV，X是质子
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1、C．解析：据核反应过程中质量数和电荷数守恒可判断X是中子．Δm＝(235.0432＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087) u＝0.1926 u，可见该反应释放能量，释放的能量ΔE＝0.1926×9.3×102 MeV＝1.8×102 MeV.故C正确． | |
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知识点2 核电站
一、核反应堆的构造：
目前的所有正式运行的核电站都是应用裂变发电的。
核反应堆的主要组成是：
（1）核燃料。用浓缩铀（能吸收慢中子的铀235占3%~4%）。
（2）减速剂。用石墨或重水（使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收）。
（3）控制棒。用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。
（4）冷却剂。用水或液态钠（把反应堆内的热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全）。
（5）水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。
二、核能如何转变成电能
为了方便使用，都是将核能转变成二次能源——电能。而这个转化还是有中间环节存在，那就是要先将核能转变成热能，再用蒸汽机驱动电动机发电。
三、核能利用的成本和前景
“燃料”开采状况（是煤和石油的15倍左右）、燃料利用状况（只用到铀235的0.7%左右）和改进状况（增殖反应堆的研究）、废料处理的难度。
【例2】在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作慢化剂．中子在重水中可与H核碰撞减速，在石墨中与C核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作慢化剂，哪种减速效果更好？
解析：设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律：
mnv0＝mnv1＋mv2
由能量守恒：mnv＝mnv＋mv
解得：v1＝v0
在重水中靶核质量：mH＝2mn，
v1H＝v0＝－v0，
在石墨中靶核质量：mC＝12mn，
v1C＝v0＝－v0
与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．
答案：重水
本题利用碰撞过程中动量守恒、能量守恒得出中子碰撞后的速度。 |
优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。
2．2011年3月11日13时46分，日本发生9．0级地震，导致福岛核电站发生爆炸，造成大量放射性物质外泄。其中，放射性污染物主要有碘—131、铯—137和锶—90等。3月29日，在我国部分地区空气中也监测到来自日本核事故释放出的极微量人工放射性核素碘—131。关于这些放射性物质的下列说法正确的是 （ ）
A．碘—131的半衰期是8天，铯—137和锶—90的半衰期是30年左右，相比之下碘—131的危害更严重
B．碘—131、铯—137等放射性尘埃会污染空气、食物和水，通过呼吸和饮食进入人体，其射线会伤害人体组织，甚至诱发癌变
C．碘—131进入人体会蓄积在甲状腺，锶—90会进入骨骼，它们与其非放射性同位素化学性质有所不同
D．碘—131发生一次β衰变后，生成的新核为氙—132
2、B，解析：放射性元素半衰期短的危害性较轻，选项A错误；碘—131、铯—137等放射性尘埃会污染空气、食物和水，通过呼吸和饮食进入人体，其射线会伤害人体组织，甚至诱发癌变，选项B正确；碘—131进入人体会蓄积在甲状腺，锶—90会进入骨骼，它们与其非放射性同位素化学性质相同，选项C错误；碘—131发生一次β衰变后，生成的新核电荷数增加1，质量数不变，为氙—131，选项D错误。 | |
裂变反应中的能量的计算-核反应堆的合理结构是什么-微观粒子碰撞有没有能量损失
