的中子散失到外界，没有足够的中子，则链式反应就不会发生，故B错误。在裂变反应中核子数是不会减少的，如 92U裂变为38Sr和 54Xe的核反应，其核反应方程为 92U＋0n―→38Sr＋ 54Xe＋100n，
其中各粒子质量分别为
1
235
90
134
235
1
90
136
mU＝ 9 u，mn＝ 67 u， mSr＝ 7 u，mXe＝ 2 u，
质量亏损为
Δm＝(mU＋mn)－(mSr＋mXe＋10mn)＝ 0 u
可见铀裂变的质量亏损是远小于一个核子的质量的，核子数是不会减少的，因此C错误，重核裂变为中等质量的原子核时，由于平均质量减小，发生质量亏损，从而释放出核能。故D正确。
[答案] D
(1)发生链式反应的条件是： ①要俘获慢中子；
②铀块的体积大于或等于临界体积． (2)重核裂变会释放能量的理解
①从平均结合能上看，中等质量的原子核平均结合能较大，质量较大的重核分裂为中等质量原子核时，要放出能量。
②从核子的平均质量上看，中等质量的原子核内核子的平均质量较小，如果由核子平均质量较大的重核裂变为中等质量原子核，质量要亏损，所以要放出能量。
轻核聚变的理解与计算 [例2] 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)。已知氘核质量m0＝ 6 u，氦核质量mHe＝ u，中子质量mn＝ 7 u。
(1)写出聚变方程并算出释放的核能(已知1 u相当于 MeV)；
(2)若反应前两氘核的动能均为Ek0＝ MeV，它们正面对撞发生核聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？
[解析] (1)聚变的核反应方程为21H→2He＋0n。 这个核反应中的质量亏损为： Δm＝2m0－(mHe＋mn)
＝(2× 6－ 0－ 7)u＝ 5 u。 释放的核能为ΔE＝ 5× MeV＝ MeV。
(2)把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒，由于反应前两核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的总动量恒为零，即：
2
3
1
0＝mHevHe＋mnvn①
又由于反应前后能量守恒，故反应后氦核和中子的总动能为： 112mHev2He＋mnvn＝ΔE＋2Ek0② 22因为mHe∶mn＝3∶1，
所以氦核和中子的速率之比为：把这两个关系式代入②式得： 12
ΔE＋2Ek0＝4×mHevHe＝4EkHe。
2
解得氦核的动能和中子的动能分别为：
vHe1＝ vn3
EkHe＝×＋2× MeV＝ MeV， Ekn＝3EkHe＝ MeV。
[答案] (1)21H→2He＋0n MeV (2) MeV MeV
(1)计算核聚变中释放的核能，方法与其他核反应相似。首先，应算出聚变前的核子质量和反应后的质量，进而求出质量亏损Δm＝m前－m后，再运用爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc求出释放的总能量。该类问题是原子物理部分在高考中的热点。
(2)此类问题常犯的错误在于运用能量守恒定律解题时没有将该反应过程中由于质量亏损释放的核能考虑进去，而认为作用后的总动能等于作用前的总动能。
聚变反应1H＋1H→2He＋0n，反应原料氘(1H)富存于海水中，而氚(1H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(3Li)的人工核转变得到。则：
(1)请把下列用中子轰击锂核(3Li)产生一个氚核(1H)和一个新核的人工核转变方程填写完整：
6
3
6
3
6
2
3
4
1
2
3
2
2
3
1
14
Li＋________―→________＋1H。
6
3
(2)在(1)中，每生产1 g的氚同时有多少个3Li核实现了核转变？(阿伏加德罗常数N＝×10个/mol)
(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为E0＝×10发生核聚变时的质量亏损。
解析：(1)3Li＋0n→2He＋1H
1
(2)因为1 g氚为 mol，根据该反应方程实现核转变的
3
6
1
4
3
－13
23
J。求
63
1123236
Li核也为 mol，所以有××10＝×10个3Li核实现了核转变。
33
2
(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc，
ΔE5××10
核聚变中有5个核子参加了反应，所以该核聚变中的质量亏损Δm＝2＝8
c×10kg≈×10
－29
－132
kg。
1
4
23
答案：(1)0n 2He (2)×10个 (3)×10
－29
kg
[对应课时跟踪检测十九]
1．(双选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有： (1) 92U＋0n→38Sr＋ 54Xe＋k0n (2)1H＋1H→2He＋d0n
关于这两个方程的下列说法，正确的是( ) A．方程(1)属于α衰变 B．方程(2)属于轻核聚变
C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1 D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1
解析：方程(1)应属于重核裂变而不是α衰变，选项A错误；方程(2)为轻核聚变，选项B正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235＋1＝90＋136＋k×1，解得k＝10，方程(2)中：2＋3＝4＋d×1，解得d＝1，选项C正确、D错误。
答案：BC
2．下列核反应方程，属于裂变反应的有( )
92
2
3
4
1
235
1
90
136
1
)U→ 90Th＋2He
)U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n
30
01
144
89
1
2344
92
P→14Si＋1e Be＋2He→ 6C＋0n
解析：A选项是α衰变，B选项是裂变，C选项是放射性元素的衰变，D选项是查德威
4
12
1
克发现中子的人工转变方程，故B正确，A、C、D错。
答案：B
3．2006年3月23日央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗，终于建成了世界上第一个全超导的托卡马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造太阳”(如图1所示)，
图1
它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是( )
7
)N＋2He→ 8O＋1H
3
4
1
4161
H＋1H→2He＋0n
92
)U→ 90Th＋2He
)U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n
1
141
92
1
2344
92
解析：由题意可知，核反应为聚变反应，故C、D错．由质量数和电荷数守恒可知A错B对。
答案：B
4．重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中正确的是( ) A．裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损 B．裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加 C．裂变过程和聚变过程都有质量增加 D．裂变过程和聚变过程都有质量亏损
解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc可知均有质量亏损，故D对。
答案：D
5．下列关于聚变的说法中，错误的是( ) A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应
C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应 D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着裂变反应
2
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