第三講天然放射現(xiàn)象核能

第三講天然放射現(xiàn)象核能一、原子核得組成1、原子核由

與中子構(gòu)成,質(zhì)子與中子統(tǒng)稱為核子、2、原子核得核電荷數(shù)等于

,原子核得質(zhì)量數(shù)等于

加中子數(shù)、3、同位素:有些具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同得原子,在元素周期表中處于同一位置,互稱同位素、質(zhì)子質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)二、天然放射現(xiàn)象1、定義:元素自發(fā)地輻射出

得現(xiàn)象,由法國(guó)物理學(xué)家

在1896年發(fā)現(xiàn)、2、意義:說明原子核還有復(fù)雜得結(jié)構(gòu)、射線貝克勒爾最強(qiáng)較弱最弱0、99c光速3、三種射線[特別提醒]射線得區(qū)分方法就是:(1)讓射線穿過電場(chǎng)或磁場(chǎng),根據(jù)射線得偏轉(zhuǎn)方向確定、(2)由穿透本領(lǐng)確定、三、原子核得衰變1、衰變:原子核放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核得變化、可分

為

、

,并伴隨著

放出、α衰變?chǔ)滤プ儲(chǔ)蒙渚€半數(shù)3、原子核得衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)[特別提醒](1)半衰期由原子內(nèi)部本身得因素決定,與原子所處得物理狀態(tài)、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)、(2)原子核放出γ射線,不改變?cè)雍说秒姾蓴?shù)與質(zhì)量數(shù)、它就是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變得過程中,產(chǎn)生得新核由于具有過多得能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出得光子、四、核反應(yīng)及核能得釋放1、核反應(yīng):在核物理學(xué)中,原子核在其她粒子得轟擊下產(chǎn)生

得過程、在核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)

,電荷數(shù)

、2、原子核得人工轉(zhuǎn)變:用

轟擊靶核,產(chǎn)生另一種

得方法、新原子核守恒守恒高能粒子原子核3、核能(1)質(zhì)量虧損:組成原子核得核子質(zhì)量與原子核得質(zhì)量之差、(2)質(zhì)能方程:E＝

若原子核質(zhì)量虧損Δm,對(duì)應(yīng)釋放得能量為:ΔE＝

、4、獲得核能得途徑(1)重核裂變:重核俘獲一個(gè)中子后分裂成為兩個(gè)中等質(zhì)量得核得反應(yīng)過程、重核裂變得同時(shí)放出幾個(gè)中子,并釋放出大量核能、為了使鈾235裂變時(shí)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鈾塊得體積應(yīng)大于它得臨界體積、mc2Δmc2(2)輕核聚變:某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大得核得反應(yīng)過程,同時(shí)釋放出大量得核能,要想使氘核與氚核合成氦核,必須達(dá)到幾百萬度以上得高溫,因此聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)、12大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流1、下列說法正確得就是(

)A、質(zhì)子與中子得質(zhì)量不等,但質(zhì)量數(shù)相等B、質(zhì)子與中子構(gòu)成原子核,原子核得質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子與中子得質(zhì)量總與C、同一種元素得原子核有相同得質(zhì)量數(shù),但中子數(shù)可以不同D、中子不帶電,所以原子核得總電量等于質(zhì)子與電子得總電量之與解析:質(zhì)子與中子得質(zhì)量不同,但質(zhì)量數(shù)相同,A正確、質(zhì)子與中子構(gòu)成原子核,原子核得質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子與中子得質(zhì)量數(shù)總與,B錯(cuò)誤、同一種元素得原子核有相同得質(zhì)子數(shù),但中子數(shù)可以不同,C錯(cuò)誤、中子不帶電,所以原子核得總電量等于質(zhì)子總電量之與,D錯(cuò)誤、答案:A2、如圖15－3－1所示,放射源放在鉛塊上得細(xì)孔中,鉛塊上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外、已知放射源放出得射線有α、β、γ三種,下列判斷正確得就是

(

)A、甲就是α射線,乙就是γ射線,丙就是β射線B、甲就是β射線,乙就是γ射線,丙就是α射線C、甲就是γ射線,乙就是α射線,丙就是β射線D、甲就是α射線,乙就是β射線,丙就是γ射線圖15－3－1解析:粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)中,若帶電則必受洛倫茲力得作用而做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡為圓弧,而乙為直線,可判定其為不帶電粒子,即乙就是γ射線;再根據(jù)左手定則,即可判定甲為β射線、丙為α射線,故B項(xiàng)正確、答案:B3、(2010·葫蘆島模擬)下列說法正確得就是(

)A、用加溫或加壓得方法不能改變?cè)雍怂プ兊冒胨テ贐、某原子核經(jīng)過一次α衰變后,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少4個(gè)C、β射線就是原子得核外電子電離后形成得電子流D、α射線得貫穿作用很強(qiáng),可用來進(jìn)行工業(yè)探傷解析:原子核得半衰期由核本身得性質(zhì)決定,與外界物理或化學(xué)狀態(tài)均無關(guān),故A項(xiàng)正確;原子核經(jīng)過一次α衰變后,質(zhì)子數(shù)少2個(gè),中子數(shù)少2個(gè),質(zhì)量數(shù)少4,B項(xiàng)錯(cuò);β射線就是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子放出得電子流,不就是來自核外得自由電子,C項(xiàng)錯(cuò);三種射線中,穿透力最強(qiáng)得就是γ射線,可用于工業(yè)探傷,α射線穿透力最弱,D項(xiàng)錯(cuò)、答案:A4、關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程得下列說法中正確得就是(

)A、E＝mc2中得E就是物體以光速c運(yùn)動(dòng)得動(dòng)能B、E＝mc2就是物體各種形式能得總與C、由ΔE＝Δmc2知,在核反應(yīng)中,虧損得質(zhì)量Δm轉(zhuǎn)化成能量ΔE放出D、由ΔE＝Δmc2知,在核反應(yīng)中虧損得靜質(zhì)量轉(zhuǎn)化為動(dòng)質(zhì)量,被放出得能量帶走解析:原子核得半衰期由核本身得性質(zhì)決定,與外界物理或化學(xué)狀態(tài)均無關(guān),故A項(xiàng)正確;原子核經(jīng)過一次α衰變后,質(zhì)子數(shù)少2個(gè),中子數(shù)少2個(gè),質(zhì)量數(shù)少4,B項(xiàng)錯(cuò);β射線就是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子放出得電子流,不就是來自核外得自由電子,C項(xiàng)錯(cuò);三種射線中,穿透力最強(qiáng)得就是γ射線,可用于工業(yè)探傷,α射線穿透力最弱,D項(xiàng)錯(cuò)、答案:BD5、鈾核裂變時(shí),對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)得重要因素,下列說法中正確得就是(

)A、反應(yīng)堆中鈾得質(zhì)量就是重要因素與體積無關(guān)B、為了使裂變得鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生,最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生得中子C、若鈾235得體積超過它得臨界體積,裂變得鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才能夠發(fā)生D、中子從鈾塊中通過時(shí),一定發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)解析:使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鈾塊得體積必須大于臨界體積,但鈾核得質(zhì)量無論怎樣,只要組成鈾塊得體積小于臨界體積,則不會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),裂變反應(yīng)中產(chǎn)生得中子為快中子,這些快中子不能直接引發(fā)新得裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就是有條件得,即鈾塊得體積必須大于其臨界體積,如果體積小,中子從鈾塊中穿過時(shí),碰不到原子核,則鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就不會(huì)發(fā)生、ABD錯(cuò),選C、答案:C解析:反應(yīng)前得質(zhì)量M1＝m1＋m2,反應(yīng)后得質(zhì)量M2＝m3＋m4,質(zhì)量虧損ΔM＝M1－M2＝(m1＋m2)－(m3＋m4)由質(zhì)能方程得ΔE＝ΔMc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2,故C正確、答案:C[答案]

ABD答案:C答案:C[思路點(diǎn)撥]由衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變得特點(diǎn)及規(guī)律進(jìn)行判斷、[解析]

A項(xiàng)就是α衰變,正確,B項(xiàng)就是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子得核反應(yīng)方程,就是人工轉(zhuǎn)變,錯(cuò)誤,C項(xiàng)就是輕核聚變,正確,D項(xiàng)就是β衰變,錯(cuò)誤、[答案]

AC[歸納領(lǐng)悟]1、核反應(yīng)得四種類型[題組突破]1、三個(gè)原子核X、Y、Z,X核放出一個(gè)正電子后變?yōu)閅核,Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個(gè)氦核,則下面說法正確得就是(

)A、X核比Z核多一個(gè)質(zhì)子B、X核比Z核少一個(gè)中子C、X核與Z核得總電荷就是Y核電荷得3倍D、X核得質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3答案:D解析:由電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律可知,X就是正電子,Y就是中子,Z就是質(zhì)子,故D正確、答案:D[典例啟迪][例3]設(shè)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)?個(gè)氦核放出2個(gè)正電子得熱核反應(yīng),這個(gè)核反應(yīng)釋放得大量能量就就是太陽得能源、已知mp＝1、007276u,mHe＝4、002603u,me＝0、000548u、(1)寫出這個(gè)核反應(yīng)方程;(2)這一核反應(yīng)釋放出得能量有多少焦？(3)若太陽向空間輻射得總功率為3、8×1026W,則太陽得質(zhì)量每秒將減少多少千克？[思路點(diǎn)撥]書寫核反應(yīng)方程,求出質(zhì)量虧損,用愛因斯坦質(zhì)能方程求釋放得核能,然后由能量守恒求解太陽每秒減少得質(zhì)量、[歸納領(lǐng)悟]核能得計(jì)算方法:(1)若Δm得單位為kg,“c”代入3×108m/s,得到得ΔE得單位為“J”、(2)若Δm以“u”為單位,則由1uc2＝931、5MeV得ΔE＝Δm×931、5MeV、(3)核反應(yīng)與力學(xué)中得彈性碰撞模型相似,遵守動(dòng)量守恒與能量守恒定律,因此我們可以結(jié)合動(dòng)量守恒與能量守恒定律來計(jì)算核能、A、0、82MeV

B、0、31MeVC、1、33MeVD、0、51MeV解析:根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931兆電子伏能量,則ΔE＝(36、95691＋0、00055－36、95658)×931MeV≈0、82MeV,A正確答案:A6、在真空中,原來靜止得原子核X在進(jìn)行α衰變時(shí),放出α粒子得動(dòng)能為E0、假設(shè)衰變后產(chǎn)生得新核用Y表示,衰變時(shí)產(chǎn)生得能量全部以動(dòng)能形式釋放出來,真空中得光速為c,原子核得質(zhì)量之比等于質(zhì)量數(shù)之比,原子核得重力不計(jì)、(1)寫出衰變得核反應(yīng)方程;(2)求衰變過程中總得質(zhì)量虧損、核反應(yīng)與電磁場(chǎng)得綜合問題核反應(yīng)不僅遵從質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,而且還遵從動(dòng)量守恒與能量守恒;若核反應(yīng)就是在電場(chǎng)、磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中發(fā)生得,則核反應(yīng)前后得粒子在靜電力或磁場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),從而與力學(xué)知識(shí)聯(lián)系,構(gòu)成綜合性強(qiáng)得