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高中二年级物理

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首页 高中二年级物理知识 核能，爱因斯坦质能方程 核能的利用：核电站、核武器 试题正文
  • 计算题
    在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能，核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。
    (1)核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种，为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为_______，a=_______，以mU、mBa、mKr分别表示、、核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能△E=_______。
    (2)有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率μ=40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能△E=2.78×10-11J，核的质量mU=390×10-27kg，求每年（1年=3.15×107 s）消耗的的质量。
    本题信息：2011年同步题物理计算题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能，核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，...” 主要考查您对

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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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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