1、返回目录 原子核 第十九章 返回目录 章末复习方案返回目录 章末 核心归纳章末 考法整合返回目录 章末核心归纳原子核天然放射现象：3种射线射线、射线、射线的本质和性质原子核的组成质子11H中子10n原子核的衰变意义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核衰变方程衰变：AZXA4Z2Y42He衰变：AZX AZ1 Y 01e规律：衰变过程遵守质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒；释放的能量以放出粒子和反冲核的动能及光子能量 伴随衰变时的形式表现出来半衰期：大量原子核有半数发生衰变需要的时间，它由核 本身性质决定，与原子所处的物理、化学状态无关返回目录 原子核探测射线的方法：威耳逊云室、气泡室、盖革米勒
2、计数器人工转变质子的发现：147N42He178O11H中子的发现：94Be42He126C10n正电子的发现：2713Al42He3015P10n 3015P3014Si01e返回目录 原子核核反应与核能 核能核力：短程力，只与邻近核子发生作用结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开所需要的能量比结合能平均结合能：比结合能越大，表示原子核 中核子结合得越牢固，原子核越稳定爱因斯坦质能方程：Emc2或Emc2核反应重核的裂变：235 92U10n144 56Ba8936Kr310n轻核的聚变：21H31H42He10n粒子和宇宙夸克模型宇宙、恒星的演化返回目录 章末考法整合考
3、法一 核反应类型及重要核反应核反应类型核反应方程式与其相关的重要内容238 92 U234 90 Th42He 衰变实质：211H210n42He衰变(、)234 90 Th234 91 Pa 01e衰变实质：10n11H 01e返回目录 核反应类型核反应方程式与其相关的重要内容14 7 N42He17 8 O11H质子的发现(1919年)卢瑟福94Be42He12 6 C10n中子的发现(1932年)查德威克2713Al42He3015P10n人工放射性同位素的发现约里奥居里夫妇人工转变3015P3014Si01e正电子的发现(1932年)安德森等返回目录 核反应类型核反应方程式与其相关的重
4、要内容核裂变235 92 U10n144 56 Ba8936Kr310n链式反应核聚变21H31H42He10n受控热核反应返回目录【例题1】(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A31H21H42He10n是核聚变反应B31H21H42He10n是衰变C235 92U10n144 56Ba8936Kr310n是核裂变反应D235 92U10n140 54Xe9438Sr210n是衰变答案 AC 返回目录 解析 衰变时释放出电子(01 e)，衰变时释放出氦原子核(42He)，可知，选项B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成
5、一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项C中一个 235 92 U原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子，是核裂变反应返回目录【变式1】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_.(选填正确答案标号)A14 6C14 7N 01eB3215P3216S 01e返回目录 C238 92U234 90Th42HeD14 7N42He17 8O11HE235 92U10n140 54Xe9438Sr210nF31H21H42He10n返回目录 解析 天然放射性元素自发地放出粒子(即氦核42He)的衰变属于衰变；放出
6、粒子的衰变属于衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变答案 C AB E F返回目录 考法二 半衰期及衰变次数的计算1半衰期的计算N余N原12t，m余m原12t式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，表示半衰期返回目录 2确定衰变次数的方法方法一：设放射性元素 AZ X经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素 AZ Y，则表示该核反应的方程为AZXAZYn42Hem 01e返回目录 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程AA4n，ZZ2nm方法二：确定衰变次数，
7、因为衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定衰变的次数，再根据衰变规律确定衰变的次数返回目录(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言(2)原子衰变时质量数守恒，核反应前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能返回目录【例题2】232 90Th经过一系列衰变和衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少()A16个中子，8个质子 B8个中子，16个质子C24个中子，8个质子D8个中子，24个质子答案 A 返回目录 解析 发生衰变时放出的是 42 He，发生衰变时放出的是 01e，根据质量数和电荷数守恒有 208 82Pb比 232 90Th
8、少的质子数Z90828(个)，质量数m23220824(个)，根据质量数质子数中子数，减少的中子数n24816(个)，即铅核比钍核少8个质子，少16个中子.返回目录【变式2】(多选)14C发生放射性衰变后变为14N，半衰期约为5 700年已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，下列说法正确的是()返回目录 A该古木的年代距今约为5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线D增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变答案 AC 返回目录
9、 解析 因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据质量数和电荷数守恒可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出射线，选项C正确；放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，选项D错误返回目录 1核能的计算方法及技巧(1)根据质量亏损计算核能由于原子核及核子的质量大小可用国际单位制中的“kg”作单位，也能用原子质量单位“u”来表示，这样，也就有两种计算方法考法三 核能的计算返回目录 用Emc2计算核能公式中的各物
10、理量必须用国际单位制中的单位来表示其数值，所以，当原子核及核子的质量用“kg”作单位时，用该式计算核能较为方便用1 u的质量对应931.5 MeV的能量来计算核能如果核反应系统中的粒子质量是用原子质量单位“u”表示的，则可直接应用质量与能量的这一数值关系来计算核能返回目录(2)根据结合能计算核能(3)根据能量守恒和动量守恒来计算核能参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，从动量和能量守恒可以计算出核反应释放或吸收的能量返回目录 2结合能与核能的关系原子核的结合能
11、核子的平均结合能核子数核反应中反应后生成的所有新核的总结合能与反应前系统内所有原子核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能返回目录【例题3】运动的原子核X放出粒子后变成静止的原子核Y.已知X、Y和粒子的质量分别是M、m1和m2，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能返回目录 解析 衰变方程是AZXA4Z2Y42He，设原子核X和粒子的动量、动能分别为p0和p2、E0和E2，根据动量守恒定律有p0p2，由粒子动能与动量的关系E0 p202M，E2 p222m2，返回目录 根据能量守恒，反应后与反应前的总动能之差EkE2E0(Mm1m2)c2
12、，联立以上各式解得E2MMm1m2Mm2c2答案 Ek(Mm1m2)c2 MMm2(Mm1m2)c2返回目录【变式3】两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)，已知氘核质量m02.013 6 u，氦核质量mHe3.015 0 u，中子质量mn1.008 7 u(1)写出聚变方程并算出释放的核能(已知1 u相当于931.5 MeV)；(2)若反应前两氘核的动能均为Ek00.35 MeV，它们正面相碰发生核聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？返回目录 解析(1)聚变的核反应方程为2 21H32He10n这个核反应中的质量亏损m2m0(mHemn)(
13、22.013 63.015 01.008 7)u0.003 5 u释放的核能E0.003 5931.5 MeV3.26 MeV返回目录(2)把两个氘核作为一个系统，相碰过程中系统动量守恒，由于反应前两核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的总动量恒为零，即0mHevHemnvn，又由于反应前后能量守恒，故反应后氦核和中子的总动能12mHev2He12mnv2nE2Ek0，返回目录 因为mHemn31，所以氦核与中子的速率之比vHevn 13，把这两个关系式代入式得E2Ek0412mHev2He4EkHe，返回目录 解得氦核的动能和中子的动能分别为EkHe14(3.2620.35)MeV0.99 MeV，Ekn3EkHe2.97 MeV答案(1)221H32He10n 3.26 MeV(2)0.99 MeV 2.97 MeV返回目录 章末跟踪测评