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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 放射性的应用与防护 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
  • 探究题
    随着社会经济的发展，迫切需要大量的能源。因此，核能的应用作为第三次技术革命的标志之一，受到了人们的普遍重视。
    （1）核电站中要用核反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转化为电能。
    ①完成下列核反应方程式：反中微子（反中微子的质量数和核电荷数均为零）
    ②核裂变反应和化学反应有一些不同点，如：
    a：对单位质量的物质而言，核裂变反应的能量远远大于化学反应释放的能量；
    b：同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的；
    c：_________________________________________________________。
    ③核电站热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质，试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由：
    a．______________________________________________；
    b．______________________________________________。
    （2）依据上述核反应计算：1kg铀235全部裂变产生多少千焦的能量？（已知：核的质量为235.0439u，中子（n）质量为1.0087u，钕（Nd）核的质量为 142.9098u，锆（Zr）核的质量为89.9047u，1u＝1.6606×10－27kg）
    （3）核反应除释放巨大的能量外，还可以用来生产各种放射性同位素，请举例说明放射性同位素在医疗和工业上的应用：
    ①_____________________________________________；
    ②_____________________________________________。
    本题信息：2011年同步题物理探究题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “随着社会经济的发展，迫切需要大量的能源。因此，核能的应用作为第三次技术革命的标志之一，受到了人们的普遍重视。（1）核电站中要用核反应堆使重核裂变，将...” 主要考查您对

放射性的应用与防护

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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  • 核能的利用：核电站、核武器
放射性的应用与防护:

1、放射性同位素主要应用在两个方面：
①利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。
②作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。
2、过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用，因此在利用的同时，要采取有效的防范措施。
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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