13.天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核()聚变成氦核(),同时放出2个正电子()和2个中微子(),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1017J(即P=1×1017J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.
(可能用到的数据:银河系质量约为M=3×1041kg,原子质量单位1u=1.66×10-27kg,1u相当于1.5×10-10J的能量,电子质量m=0.0005u,氦核质量mα=4.0026u,氢核质量mD=1.0078u,中微子的质量为零)
12.(江苏省南京市2008届高三质量检测)一个静止的铀核(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核(原子质量为228.0287u)。(已知:原子质量单位1u=1.67×10-27kg,1u相当于931MeV)
(1)写出核衰变反应方程;
(2)算出该核衰变反应中释放出的核能;
(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能,则钍核获得的动能有多大?
11.一个中子以1.9 ×107 m/s的速度射中一个静止的氮核,并发生核反应,生成甲、乙两种新核,它们的运动方向与中子原来的运动方向相同,测得甲核质量是中子质量的11倍,速度是1×106m/s,乙核垂直进入B=2 T的匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R=0.02 m,已知中子质量m=1.6×10-27kg,e=1.6×10-19C,求乙核是何种原子核?并写出核反应方程。
10.(09·江苏卷物理·12.C)在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子()和正电子(),即中微子
+→+,可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是 。(填写选项前的字母)
(A)0和0 (B)0和1 (C)1和 0 (D)1和1
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(),即+2。已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为 J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是 。
(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。
9.(09年重庆卷16.)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为++;++X+方程式中1、表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:
原子核 |
|
|
|
|
|
|
质量/u |
1.0078 |
3.0160 |
4.0026 |
12.0000 |
13.0057 |
15.0001 |
A.X是, B.X是,
C.X是, D.X是,
8.如图14-4-2所示,两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后,产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹,可能的是( )
A.原子核发生了α衰变;B.原子核发生了β衰变
|
7.两种放射性元素的原子和,其半衰期分别为T和。若经过2T后两种元素的核的质量相等,则开始时两种核的个数之比为________________;若经过2T后两种核的个数相等,则开始时两种核的质量之比为_________________。
B 能力提升
6.如图14-4-1所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图,如果工厂生产的是厚度为1mm的铝板,在,,三种射线中,你认为对铝板厚度控制起主要作用的是
A.射线
B.射线
C.射线
D.以上三种射线都能控制
5.关于天然放射现象,以下叙述正确的是 ( )
A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小
B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强
D.铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变
4.科学家发现在月球上含有丰富的(氦3)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是( )
A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用聚变反应发电
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