1、章末分层突破 自我校对相邻短程m前m后mc2mc2大于几千万托卡马克_几个重要的核反应核反应式与其相关的重要内容UThHe衰变实质2H2nHeThPae衰变实质nHeNHeOH质子的发现(1919年)卢瑟福BeHeCn中子的发现(1932年)查德威克AlHePn人工放射性同位素的发现居里夫妇PSie正电子的发现(1934年)居里夫妇UnSrXe10nUnBaKr3n重核的裂变HHHen轻核的聚变核反应有以下几种情况：一是衰变，二是人工转变，三是裂变，四是聚变核反应可用方程来表示，叫核反应方程完成下列核反应方程，并指明它属于何种核反应(1)92U90Th( )属_；(2)Be( )6Cn，属_；
2、(3)HHHe( )，属_；(4)92UnSr54Xe( )，属_【解析】根据质量数和电荷数守恒可判定：(1)中的未知核为He，该反应属衰变；(2)中的未知核为He，该反应属人工转变；(3)中的未知核为n，该反应属于聚变；(4)中的未知核为10n，该反应属于裂变【答案】见解析核能的产生及计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应达到它的临界体积重核的裂变：如UnSrXe10n.应用：原子弹、原子反应堆(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反
3、应过程，同时释放出大量的核能要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应轻核的聚变：如：HHHen.应用：氢弹、可控热核反应2核能的计算重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程Emc2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：(1)质能方程Emc2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损m的确定是计算核能的关键(2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能反应过程中释放的核能反应后总动能已知氘核质量为2.013 6u，中子质量为1.008 7u，He核
4、的质量为3.015 0 u. 【导学号：06092048】(1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞，即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？【解析】(1)应用质量数守恒和核电荷数守恒，不难写出核反应方程为HHHen.(2)由题给条件可求出质量亏损为：m2.013 62(3.015 01.008 7)u0.003 5 u所以释放的核能E931.50.003 5 MeV3.26 MeV.(3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为He核和中子的动能，
5、若设He核和中子的质量分别为m1、m2，动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，氘核的动能为Ek0，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得p1p20Ek1Ek22Ek0E由Ek得由得：Ek1(2Ek0E)0.99 MeVEk2(2Ek0E)2.97 MeV.【答案】(1)HHHen(2)3.26 MeV(3)0.99 MeV2.97 MeV(1)若核反应前后各核的质量单位为kg，则用Emc2求核能时，核能单位为J.(2)若核反应前后各核的质量单位为u，则用Emc2.求核能时，根据1 u的质量对应的能量为931.5 MeV，求得核能单位为MeV.1(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1
6、.0107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*.下列说法正确的是( )A核反应方程为pAlSi*B核反应过程中系统动量守恒C核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致【解析】(1)核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为pAlSi*，说法A正确核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法C错误根据动量守恒定律有mpvpmSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法D正确【答案】ABD2
7、在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_(填正确答案标号)A.6C7N 01eB.PS 01eC.92U90ThHeD.7NHe8OHE.92Un54XeSr2nF.HHHen【解析】衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出粒子的现象，选项C为衰变；衰变为衰变过程中释放出粒子的现象，选项A、B均为衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程【答案】CABEF3(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：XYHe
8、H4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述正确的有( ) 【导学号：06092096】AX是中子BY的质子数是3，中子数是6C两个核反应都没有质量亏损D氘和氚的核反应是核聚变反应【解析】核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由HHHeX17.6 MeV知X为n，由XYHeH4.9 MeV知Y为Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，选项A正确，选项B错误两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C错误XYHeH4.9 MeV是原子核的人工转变，HHHen17.6 MeV为轻核聚变，选项D正确【答案】AD4在实验室内较精准地测量到双衰变事例是在1987年公布的，在进行了7 96
9、0小时的实验后，以68%的置信度认出Se发生的36个双衰变事例，已知静止的Se发生双衰变时，将释放出两个电子和两个中微子e(中微子的质量数和电荷数都为零)，同时转变成一个新核X，则X核的中子数为_；若衰变过程释放的核能是E，真空中的光速为c，则衰变过程的质量亏损是_【解析】衰变方程为：SeX2e2e，X核的中子数为823646，由质能方程有：mc2E，m.【答案】465用中子轰击铀核(U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(Ba)和氪(Kr)两部分，放出3个中子各个核和中子的质量如下：mU390.313 91027 kg，mn1.674 91027 kg；mBa234.001 61027 kg，m
10、Kr152.604 71027 kg.试写出核反应方程，求出反应中释放的核能【解析】根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出核反应方程根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能铀核裂变方程为nUBaKr3n，则核反应前后的质量亏损为mmUmnmBamKr3mn3.5781028 kg.由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为Emc23.5781028(3108)2 J3.220 21011 J.【答案】nUBaKr3n3.220 21011 J6天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的
11、；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(H)聚变成氦核(He)，同时放出2个正电子(e)和2个中微子(e)，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量；(2)研究表明，银河系的年龄约为t3.81017 s，每秒银河系产生的能量约为11037 J(即P11037 J/s)现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)；(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断(可能用到的数据：银河系质量约为M31041 kg，原子质量单位1 u1.661027 kg,1 u相当于1.51010 J的能量，电子质量me0.000 5 u，氦核质量m4.002 6 u，氢核质量mp1.007 8 u，中微子e质量为零)【解析】(1)4HHe2e2em4mpm2meEmc24.141012 J.(2)mm6.11039 kg氦的含量k2%.(3)由估算结果可知，k2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的【答案】(1)4HHe2e2e4.141012 J(2)2%(3)银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的