Question

10．“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放（如图所示），核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子．碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E₀，碳核都是静止的，则（　　）

• A． 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程
• B． 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的
• C． 经过一次碰撞，中子失去的动能为$\frac{48}{169}{E_0}$
• D． 在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线

Answer 1

分析 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，镉棒的作用是吸收中子．中子与碳核是弹性正碰，由动量守恒定律和动能守恒求碰后中子的速度，从而求得中子失去的动能．在反应堆的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线．

解答 解：A、链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代持续下去的过程，故A正确；
B、核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，故B错误；
C、取碰撞前中子的速度方向为正方向，根据动量守恒有：mv₀=mv₁+12mv₂
依据能量守恒有：$\frac{1}{2}mv_0^2=\frac{1}{2}mv_1^2+\frac{1}{2}×12mv_2^2$
联立可得：${v_1}=-\frac{11}{13}{v_0}$
所以中子损失的动能为：△E_k=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$=$\frac{48}{169}{E_0}$，故C正确；
D、水泥防护层作用是屏蔽裂变产物的射线，故D正确．
故选：ACD

点评 本题考查核反应方程、动量守恒定律、能量守恒定律、放射性衰变的防护．关键要掌握弹性碰撞的基本规律：动量守恒定律和能量守恒定律．