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高中三年级物理

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    (1)在核反应过程中,X是未知核,由核反应知识可以确定X核为_________;若10n、X核、31H和42He的静止质量分别为m1mXm3m4,则△E的值为___________。
    (2)核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一,与煤、石油等传统能源相比较,核能具有哪些优点和缺点?
    (3)有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰,为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太阳能发电站。请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并请说明理由。
    本题信息:2012年同步题物理问答题难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “(1)在核反应过程中,X是未知核,由核反应知识可以确定X核为_________;若10n、X核、31H和42He的静止质量分别为m1、mX、m3和m4,则△E的值为___________。(2)核...” 主要考查您对

能源与可持续发展

核反应

核能,爱因斯坦质能方程

核能的利用:核电站、核武器

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  • 能源与可持续发展
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  • 核能,爱因斯坦质能方程
  • 核能的利用:核电站、核武器

能源:

1.分类:
从可否循环使用上,我们可以把能源分为可再生能源和不可再生能源,其中,风能、水能等属于可再生能源,而煤、石油、天然气等属于不可再生能源
从使用历史上,我们可以把能源分为常规能源和新能源,其中,煤、石油、天然气等属于常规能源,而太阳能、核能等属于新能源
2.能量耗散:
集中度较高且有序度较高的能量(如机械能、电能、化学能等),当它们变为环境的内能后,就成为更加分散且无序度更大的能量,我们无法把这些分散的内能重新收集起来加以利用,这样的转化过程叫做能量耗散。从能源可利用的价值来看,能量耗散过程就是能量品质降低的过程
3.能源与环境:
(1)常规能源对环境的影响
化石能源的资源有限,而且对环境有很大的破坏。如大气中二氧化碳的增加产生温室效应,排放二氧化硫等物质形成酸雨,燃烧时产生的浮尘污染空气。
(2)开发新能源
太阳能是最具发展前景的新能源,是一种清洁能源,不会导致环境污染。其他新能源如生物质能、风能、水能等都具有广阔的发展前景


核反应:

1、定义:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒。
2、原子核的人工转变
①质子的发现:用α粒子轰击氮,
②电子的发现:用α粒子轰击铍,
爱因斯坦智能方程:

1、核能:核反应中放出的能叫核能。
2、当r<10-15 m时,核子间相互作用力(核力)起作用。原子核是原子凭借核力结合在一起构成的,而把核子分开所需要的能量,就是原子核的结合能。结合能与核子数之比,称做比结合能,也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
3、质量亏损:核子结合生成原子核,所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做质量亏损。
4、质能方程:爱因斯坦的相对论指出,物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:E=mc2,这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是:ΔE=Δmc2

核反应方程的书写方法:

某种元素的原子核变为另一种元素的原子核的过程叫做核反应,常见的核反应分为衰变、人工转变、裂变、聚变等几种类型,无论写哪种类型的核反应方程,都应注意以下几点: (1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律。有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律(例如裂变和聚变方程常含能量项)。
(2)核反应方程的箭头(→)表示核反应进行的方向。不能把箭头写成等号。
(3)写核反应方程必须要有实验依据,绝不能毫无根据地编造。
(4)在写核反应方程时,应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上,然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核 (或未知粒子)的电荷数和质量数,最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子),并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。


核能的利用:

1、核电站
裂变反应速度可以比较容易地进行人工控制,因此现在国际上的核电站都是利用裂变放出能量。核电站具有污染小、可采储量大、比较经济的优点,但是一旦核泄漏会造成严重的核污染,核废料处理也很困难。
2、核武器
核能首先用于军事上,原子弹、氢弹等核武器就是将核反应瞬间释放的巨大能量作为武器的。原子弹是利用核裂变反应,瞬间释放巨大能量的核武器。利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应,瞬时释放出巨大能量的核武器成为氢弹。


核电站工作流程示意图(如图所示):

 
第一回路中的水被泵压入反应堆,通过堆芯时利用核反应放出的热来增加水的内能,水的温度升高。第一回路的水进入热交换器,把热量传给第二回路的水.然后又被泵压回到反应堆里。在热交换器内,第二回路中的水被加热生成高温高压蒸汽,驱动汽轮机运转。


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