Question

19．在某核反應堆中，在鈾棒（${\;}_{92}^{235}U$）周圍放置重水作為“慢化劑”，已知重水的原子核質量是中子的20倍，中子與重水原子核每次碰撞都可看成是彈性碰撞，且每次碰撞前重水原子核都可以認為是靜止的．則下列說法正確的是（　　）

• A． 鈾棒周圍放置“慢化劑”的目的是使中子減速
• B． ${\;}_{92}^{235}U$裂變產(chǎn)生2～3個中子，這些中子再與其他${\;}_{92}^{235}U$發(fā)生核反應，會形成鏈式反應
• C． 中子與重水的原子核碰撞一次后速率為原來的$\frac{1}{21}$
• D． 中子與重水的原子核碰撞10次后速率為原來的（$\frac{19}{21}$）¹⁰

Answer 1

分析 知道裂變的條件和產(chǎn)生鏈式反應的條件即可解答AB選項；結合動量守恒即可判斷CD選項．

解答 解：A、鈾235發(fā)生裂變的條件是有慢速中子轟擊，而核反應結束后的中子的速度都比較快，所以鈾棒周圍放置“慢化劑”的目的是使中子減速．故A正確；
B、根據(jù)產(chǎn)生鏈式反應的條件，結合U235裂變的特點可知，${\;}_{92}^{235}U$裂變產(chǎn)生2～3個中子，這些中子再與其他${\;}_{92}^{235}U$發(fā)生核反應，會形成鏈式反應．故B正確；
C、中子與重水原子核每次碰撞都可看成是彈性碰撞，選取中子運動的初速度方向為正方向，設中子的質量為m，則由動量守恒定律得：
mv₀=mv₁+m_sv_s
由動能守恒得：$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{s}{v}_{s}^{2}$
由于m_s=20m
聯(lián)立可得：${v}_{1}=\frac{19}{21}{v}_{0}$．故C錯誤；
D、結合C選項的分析可知，每一次碰撞后，中子的速度都變成碰撞前的$\frac{19}{21}$，所以中子與重水的原子核碰撞10次后速率為原來的（$\frac{19}{21}$）¹⁰．故D正確．
故選：ABD

點評 裂變和聚變是在原子物理中學習的兩種重要反應，要明確它們的特點以及應用，熟練應用質量數(shù)和電荷數(shù)守恒解答有關問題．