第四章

章末總結(jié)內(nèi)容索引知識網(wǎng)絡(luò)題型探究達標(biāo)檢測知識網(wǎng)絡(luò)原子核原子核的組成——核子衰變核反應(yīng)類型質(zhì)子()

中子()三種射線：α射線、β射線、γ射線

兩種衰變：α衰變、β衰變

半衰期人工轉(zhuǎn)變質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：中子的發(fā)現(xiàn)：正電子的發(fā)現(xiàn)：重核裂變：輕核聚變：核能愛因斯坦質(zhì)能方程：

或__________

核能的利用：核電站、核武器E＝mc2ΔE＝Δmc2題型探究一、對核反應(yīng)方程及類型的理解1.四類核反應(yīng)方程的比較名稱核反應(yīng)方程時間其它衰變α衰變1896年貝克勒爾β衰變裂變1938年原子彈原理聚變

氫彈原理人工轉(zhuǎn)變正電子1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子1932年查德威克2.解題時注意事項(1)熟記一些粒子的符號(2)注意在核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的；在解有關(guān)力學(xué)綜合問題時，還有動量守恒和能量守恒.例1

(多選)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一.下列釋放核能的反應(yīng)方程中，表述正確的是解析答案√√√解析我們要對人工轉(zhuǎn)變、聚變、裂變、衰變的定義作深入認識，根據(jù)各種定義可知：A是原子核的人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方程式；B是聚變的核反應(yīng)方程式；C并不是α衰變，而是人工轉(zhuǎn)變，衰變是自發(fā)進行的，不受外界因素的影響；D是裂變的核反應(yīng)方程式.故A、B、D正確.針對訓(xùn)練1在下列四個核反應(yīng)方程式中，X表示中子的是______，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的是____.解析答案BCDAB解析

在核反應(yīng)中，不管是什么類型的核反應(yīng)，都遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，據(jù)此，可以判斷未知粒子屬于什么粒子，對A，未知粒子的質(zhì)量數(shù)：14＋4＝17＋x，x＝1，其電荷數(shù)：7＋2＝8＋y，y＝1，即未知粒子是質(zhì)子()；對B，未知粒子的質(zhì)量數(shù)：27＋4＝30＋x，x＝1，其電荷數(shù)：13＋2＝15＋y，y＝0，所以X是中子()；對C，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為：2＋3＝4＋x，x＝1，電荷數(shù)為：1＋1＝2＋y，y＝0，X也是中子()；對D，未知粒子質(zhì)量數(shù)為235＋x＝90＋136＋10x，x＝1，電荷數(shù)為：92＋y＝38＋54＋10y，y＝0，X也是中子()，故方程中X是中子的核反應(yīng)為B、C、D，其中A、B為原子核的人工轉(zhuǎn)變.二、半衰期及衰變次數(shù)的計算例2

(多選)關(guān)于原子核的有關(guān)知識，下列說法正確的是A.天然放射性射線中β射線實際就是電子流，它來自原子核內(nèi)B.放射性原子經(jīng)過α、β衰變致使新的原子核處于較高能級，因此不穩(wěn)定

從而產(chǎn)生γ射線C.氡222經(jīng)過衰變變成釙218的半衰期為3.8天，一個氡222原子核四天后

一定衰變?yōu)獒?18D.平均結(jié)合能越大，原子越容易發(fā)生衰變√√解析答案解析因為半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對單個原子核沒有意義，所以C項錯；平均結(jié)合能描述原子核的穩(wěn)定性，平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，越不容易發(fā)生衰變，所以D項錯.解析答案圖1√三、核能的計算1.利用質(zhì)能方程來計算核能(1)根據(jù)核反應(yīng)方程，計算核反應(yīng)前與核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損Δm.(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2計算核能.方程ΔE＝Δmc2中若Δm的單位用“kg”、c的單位用“m/s”，則ΔE的單位為“J”；若Δm的單位用“u”，可直接用質(zhì)量與能量的關(guān)系式推算ΔE，此時ΔE的單位為“兆電子伏(MeV)”，即1u＝1.66×10－27kg，相當(dāng)于931.5MeV，即原子質(zhì)量單位1u對應(yīng)的能量為931.5MeV，這個結(jié)論可在計算中直接應(yīng)用.2.利用平均結(jié)合能來計算核能原子核的結(jié)合能＝核子的平均結(jié)合能×核子數(shù).核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該次核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.例3

已知氘核的平均結(jié)合能為1.1MeV，氦核的平均結(jié)合能為7.1MeV，則兩個氘核結(jié)合成一個氦核時A.釋放出4.9MeV的能量B.釋放出6.0MeV的能量C.釋放出24.0MeV的能量D.吸收4.9MeV的能量√解析答案解析依據(jù)題意可寫出兩個氘核結(jié)合成一個氦核的核反應(yīng)方程為

，因氘核的平均結(jié)合能為1.1MeV，氦核的平均結(jié)合能為7.1MeV，故結(jié)合前氘核的能量為E1＝2×1.1MeV，結(jié)合后氦核的能量E2＝4×7.1MeV，可知吸收的能量為ΔE＝2E1－E2＝－24.0MeV，式中負號表示釋放核能，故選C.例4

用中子轟擊鋰核()發(fā)生核反應(yīng)，生成氚核()和α粒子，并放出4.8MeV的能量.已知1u相當(dāng)于931.5MeV的能量.(1)寫出核反應(yīng)方程；解析答案(2)求出質(zhì)量虧損；解析答案答案

0.0052u解析答案(3)若中子和鋰核是以等大反向的動量相碰，且核反應(yīng)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為新生核的動能，則氚核和α粒子的動能比是多少？答案

4∶3解析答案(4)在問題(3)的條件下，α粒子的動能是多大？答案

2.06MeV達標(biāo)檢測1.氪90()是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90()，這些衰變是A.1次α衰變，6次β衰變B.4次β衰變C.2次α衰變D.2次α衰變，2次β衰變√解析答案1234解析解法一推理計算法根據(jù)衰變規(guī)律，β衰變不影響核的質(zhì)量數(shù)，發(fā)生一次β衰變，核電荷數(shù)增加1；發(fā)生一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，

衰變?yōu)?/p>

，質(zhì)量數(shù)不變，故未發(fā)生α衰變；核電荷數(shù)增加4，一定是發(fā)生了4次β衰變.1234由質(zhì)量數(shù)守恒得90＝90＋4x由電荷數(shù)守恒得36＝40＋2x－y解得x＝0，y＝4，即只經(jīng)過了4次β衰變，選項B正確.2.恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達到108K時，可以發(fā)生“氦燃燒”.(1)完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：答案1234答案解析12343.在下列描述核反應(yīng)過程的方程中，屬于α衰變的是___，屬于β衰變的是____，屬于裂變的是___，屬于聚變的是___.(填正確答案標(biāo)號)答案1234FCABE(1)此核反應(yīng)中放出的能量ΔE為_________.答案解析1234解析此核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損和放出的能量分別為：Δm＝(2×2.0136－3.0156－1.0073)u＝0.0043u，ΔE＝Δmc2＝0.0043×931.5MeV≈4.005MeV.4.005MeV(2)若放出的能量全部變?yōu)樾律说膭幽?，則新生的氚核具有的動能是