高中物理常用裂变反应堆的类型综合题

在核反应堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速。假设中子与碳核发生的是弹性正碰，且碰撞前碳核是静止的。已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的动能为E₀，试求：
（1）经过一次碰撞后中子的能量变为多少？
（2）若E₀＝1.76MeV，则经过多少次碰撞后，中子的能量才可减少到0.025eV。

由于铀235具有俘获慢中子而发生裂变的特点，但裂变时产生的中子速度很大，不易被铀235俘获而诱发新的裂变，所以在核反应堆中常用石墨作减速荆，当快中子与石墨原子核经过若干次弹性碰撞后变会变为慢中子．设每次碰撞前石墨的原子核都处于静止状态，一个具有初动能E₀的中子，去正面弹性碰撞质量是中子质量的k倍的石墨原子核，试问：
(1)第一次碰撞后，中子的动能是多少？
(2)第n次碰撞后，中子的动能是多少？
 

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：
＋＋Zr＋3＋8＋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：
①lkg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_____________________________________________ ．

静止在匀强磁场中的核俘获一个运动方向垂直于磁场，速度大小为7.7×10⁴m/s的中子，若发生核反应后只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（）。反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图5所示。核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40：3。则：   图5

（1）写出此核反应的方程式                                         图5
（2）求产生的未知新粒子的速度。                    

某实验室工作人员，用初速为v₀=0.09c（c为真空中的光速）的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1：10，已知质子质量为m。
（1）写出核反应方程；
（2）求出质子的速度v（结果保留两位有效数字）。

两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，则
（1）写出核反应方程；
（2）算出释放核能；
（3）若反应前两个氘核的功能均为0.355MeV，反应时发生的是正对撞，设反应后释放的核能全部转化为动能，则反应后氦核与中子的动能各为多大？

镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发地放出α粒子而变成新核Rn，已知的质量为M₁=3.7533×10^－25kg，新核Rn的质量为M₂=3.6867×10^－25kg，α粒子的质量为m=6.6466×10^－27kg，现有一个静止的核发生α衰变，衰变后α粒子的速度为3.68×10⁵m/s。则：（计算结果保留两位有效数字）
①写出该核反应的方程式。
②此反应过程中放出的能量是多少？
③反应后新核Rn的速度是多大？