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2011年3月11日，日本发生9.0级地震后爆发海啸，导致福岛核电站核泄漏，核安全问题引起世界关注．福岛核电站属于轻水反应堆，即反应堆使用普通水作为减速剂，使快中子减速变成慢中子，便于被
 
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92
U俘获，发生可控制核裂变的链式反应．
①若铀核
 
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U俘获一个慢中子，发生核裂变后产生了
 
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54
Xe和
 
94
38
Sr，试写出核裂变方程．
②若快中子的减速过程可视为快中子与普通水中
 
1
1
H核发生对心正碰后减速．上述碰撞过程可简化为弹性碰撞，现假定某次碰撞前快中子速率为v0，靶核
 
1
1
H核静止．试通过计算说明，此次碰撞后中子的速度变为多少？（已知氢核质量和中子质量近似相等）．
分析：①根据电荷数与质量数守恒写出核裂变方程式．
②核裂变过程中动量守恒，由动量守恒定律与能量守恒定律求出中子的速度．
解答：解：①由质量数守恒与核电荷数守恒可得，核裂变方程式为：
 
235
  92
U+
 
1
0
n→
 
139
  54
Xe+
 
94
38
Sr+3
 
1
0
n；
②中子质量为m，原来速度为v0，碰撞后速度为v1，
质子质量为M，碰撞后速度为v2，则由动量守恒得：
mv0=mv1+Mv2，
由能量守恒定律得：
1
2
mv02=
1
2
mv12+
1
2
Mv22，
解得：v1=
m-M
m+M
v0，v2=
2m
m+M
v0；
由于中子质量m与质子质量M近似相等，
即m=M，则v1=0．
答：①核裂变方程为
 
235
  92
U+
 
1
0
n→
 
139
  54
Xe+
 
94
38
Sr+3
 
1
0
n；
②碰撞后中子的速度变为0．
点评：根据质量数与核电荷数守恒可以写出核裂变方程式；
应用动量守恒定律与能量守恒定律可以正确解题．
练习册系列答案
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