1、章末分层突破电离穿透有半数核子氮核铍核质量数电荷数mc2 四类核反应及其核反应方程1.书写原则：核反应遵循质量数和电荷数守恒2常见的核反应方程及相关内容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约里奥居里夫妇PSie正电子的发现(1934年)约里奥居里夫妇UnSrXe10nUnBaKr3n重核裂变HHHen轻核聚变3.关于核反应的四点说明(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接(2)核反应的
2、生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒(4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有He或e；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、粒子或粒子，且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235，且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小多为前4号元素(多选)下列说法正确的是()A.HHHen是聚变B.UnXeSr2n是裂变C.RaRnHe是衰变D.NaMge是裂变【解析】聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A正确；裂变反应指的是质量较大的核分解成
3、几块中等质量的核，B正确，D错误；放射性元素自发的放射出粒子的现象是衰变，C正确【答案】ABC核反应中的“守恒规律”原子核物理中，常提及核反应的“守恒规律”与“核能的计算”问题事实上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起“核反应系统”(以下简称“系统”)的能量变化我们就把系统释放或吸收的这部分能量，叫做核能从而，核反应即可分为质量亏损、释放核能和质量增加、吸收核能两大类型其中，又以研究发生质量亏损、释放核能的一类核反应为学习的重点欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，可利用以下几条“依据”：1五个守恒(1)质量数守恒(2)质子数(电荷数)守恒(3)质量守恒(“亏损质量”与释
4、放的“核能”相当)(4)能量守恒(5)动量守恒2两个方程(1)质能方程：Emc2，m指物体的质量(2)核能：Emc2.3一个半衰期(T)(1)剩余核数：NN0.(2)剩余质量：mm0.如图31所示，有界匀强磁场磁感应强度为B0.05 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界，在磁场中A处放一个放射源，内装Ra(镭)，Ra放出某种放射线后衰变成Rn(氡)试写出Ra衰变的方程若A距磁场的左边界MN的距离OA1.0 m时，放在MN左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0 m，则此时可以推断出一静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少？(保留两位有效数
5、字，取1 u1.61027 kg，电子电量e1.61019 C)图31【解析】RaRnHe.镭衰变放出粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，粒子垂直于MN边界射出被接收器接收，粒子在磁场中的轨迹为1/4圆周，得圆半径为R1.0 m粒子的动量mvqBR1.61020 kgm/s粒子的动能为E1mv22.01014 J衰变过程中动量守恒，有mvMRnv1氡核反冲的动能为E2MRnv衰变过程释放出的能量为E1E2E12.041014 J.【答案】RaRnHe2.041014 J如果在核反应中无光子辐射，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.在这种情况下计算核能的主要依据是：(1)核反应过
6、程中只有内力作用，故动量守恒.(2)反应前后总能量守恒.常见的反应类型：反应前总动能反应过程中释放的核能反应后总动能.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_(填正确答案标号)A.CN eB.PS eC.UThHeD. NHeOHE.UnXeSr2nF.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】CABE
7、F2(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0107 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】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
8、度方向一致，说法D正确【答案】ABD3(多选)如图32所示，国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形核辐射会向外释放三种射线：射线带正电，射线带负电，射线不带电现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个粒子，另一个核放出一个粒子，得出如图所示的四条径迹，则()图32A甲核放出的是粒子，乙核放出的是粒子Ba为粒子的径迹Cb为粒子的径迹Dc为粒子的径迹【解析】衰变过程中满足动量守恒，释放粒子与新核的动量大小相等、方向相反，根据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为衰变；若轨
9、迹为内切圆，则为衰变又因为Rmv/qB知半径与电荷量成反比，可知答案为A、C、D项【答案】ACD4贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用下列属于放射性衰变的是() 【导学号：22482109】A.CNeB.UnIY2nC.HHHen D.HeAlPn【解析】放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象A选项为衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A.【答案】A5一个电子(质量为m，电荷量为e)和一个正电子(质量为m，电荷量为e)，以相等的初动能Ek相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相
10、同的光子，设产生光子的频率为；若这两个光子的能量都是h，动量分别为p和p，则h_；p_p(选填“”“”或“”). 【导学号：22482056】【解析】能量守恒和动量守恒为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正负电子总能量为：2Ek2mc2，化为两个光子后，总动量守恒且为零，故pp，且2Ek2mc22h，即hEkmc2.【答案】mc2Ek6铀238的半衰期是4.5109年，假设一块矿石中含有2 kg铀238，求：(1)经过45亿年后还剩下多少铀238；假设发生衰变的铀238均变成了铅206，则此矿石中含有多少铅；(2)若测出某块矿石中的铀、铅含量比为119309，求此矿石的年龄【解析】(1)45亿年即4.5109年，由mm0知剩余的铀238质量为m2 kg1 kg；在此45亿年中将有1 kg铀238发生衰变并获得了铅206，故有m(m0m)则m kg0.866 kg，即矿石中含有铅0.866 kg.(2)设此矿石原来的质量为m0，年龄为t，则现在剩余的铀238为mm0，那么在时间t内发生了衰变的铀238为m0mm0，设铅206的质量为mx，则，即mxm0，所以现在矿石中的铀、铅含量之比为，解得t2T90亿年【答案】(1)1 kg0.866 kg(2)90亿年