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苏联的切尔诺贝利核电站曾发生核泄漏,使居住在附近的人都遭受到了不同程度的影响,在核泄漏后,该地区存在着各种不同的放射性射线.假设其中有一种是由铀核衰变成,并释放一种粒子产生的.

(1)写出衰变为钍的方程式;

(2)已知铀核质量为3.853 131×10-25 kg,钍核质量为3.786 567×10-25 kg,α粒子质量为6.646 72×10-27 kg,求衰变释放的能量.

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一个铀235核俘获一个速度为1.00×104 m/s的中子后,裂变为两个新核,同时放出两个中子.其中一个中子的速度为8.69×106 m/s,方向与原中子的方向相同;另一个中子的速度为8.68×106 m/s,方向与原中子的方向相反,两个新核中有一个是.今让这两个新核垂直进入同一匀强磁场.它们在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径之比多大?周期之比多大?

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在原子反应堆中,用石墨(碳)作减速剂使快中子变成慢中子,已知碳核的质量是中子质量的12倍.假设中子与碳核的碰撞是弹性的(即碰撞中不损失动能),而且碰撞前碳核是静止的,试求:

(1)设碰撞前中子的动能为E0,经过一次碰撞后,中子的动能损失;

(2)至少经过多少次碰撞,中子的动能才能小于10-6E0(lg13=1.114,lg11=1.041)?

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1999年10月日本的一家核电站发生了核泄露事件,对附近的环境造成了很大的危害.核泄露直接导致严重的环境污染,其产生的射线具有非常大的危害性,能够使动植物体内的细胞发生癌变,致使生物死亡.根据以上材料回答以下问题:

    核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量,完成下面铀核裂变可能的一个反应方程+____________,并计算1 kg铀核裂变放出的能量是____________kJ?(结果保留两位有效数字,235U、141Ba、92Kr和中子的质量分别为235.049 3 u,140.913 9 u,91.897 3 u,1.008 7 u,1 u=1.66×10-27 kg).

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某些放射性化学元素在一定条件下发生衰变,产生一个新核以及一个质量较小的粒子,同时放出能量,当一个镭(226Ra)发生衰变时,产生了一个α粒子以及一个氡(222Rn)的核,过程如下:

    若已知衰变时释放的能量(即粒子与核的动能之和)为4.87 MeV,求α粒子的动能.

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一静止的核转变为核时放出一个α粒子,已知232U、228Th和α粒子的原子量分别为M0、M1、M2,求放出的α粒子的初动能.

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在所有能源中,核能具有能量密度大,地区适应性强的优势,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ΔE=_____________.

(2)有一座发电能力为P=1.00×106 kW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放出的核能ΔE=2.78×10-11 J,核的质量mU=390×10-27 kg,求每年(1年=3.15×107 s)消耗的的质量.

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在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时,由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵,如图19-6-5所示为这种电磁泵的结构.导管放在磁场中,当电流通过导电液体时,这种液体即被驱动.如果导管中截面面积为ωh,磁场的宽度为L,磁感应强度为B,液体穿过磁场区域的电流为I,求驱动力造成的压强差为多少?

19-6-5

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裂变反应是目前核能利用中常用的反应,以原子核为燃料的反应堆中,俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式,其中一种方式可表示为:

235.043 9   1.008 7     138.917 8  93.915 4

    反应方程下方的数字是中子及有关原子核静止时的质量(以原子核质量u为单位),已知1 u的质量对应的能量为9.3×102 MeV,求放出的能量.

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受中子轰击时会发生裂变,产生,同时放出200 MeV的能量.现要建设发电功率是5×105 kW的核电站,由铀235作为原子锅炉的燃料.假设核裂变释放的能量全部被用来发电,那么一天需纯铀235的质量为多大?(阿伏加德罗常数为6.02×1023个/mol)

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同步练习册答案