1、第15节 原子核单元复习江苏省扬州中学 一、知识网络一、知识网络原原 子：子：10-10m原子核：原子核：10-15m轻核聚变轻核聚变（一）原子核的衰变规律及核反应方程（一）原子核的衰变规律及核反应方程1常见的核反应：常见的核反应：(1)衰变：衰变：衰变：衰变：实质是核内实质是核内2个质子和个质子和2个中子结合成个中子结合成He核核 衰变：衰变：实质是核内的中子转化成一个质子和一个电子实质是核内的中子转化成一个质子和一个电子 射线是在射线是在或或衰变过程中原子核处于高能级不稳定向低衰变过程中原子核处于高能级不稳定向低能级跃迁时放出的能级跃迁时放出的二二、重点突破及典型重点突破及典型例题例题2核
2、反应规律：核反应规律：质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒还有动量守恒和能量守恒例例1：原子核：原子核 经放射性衰变经放射性衰变变为原子核变为原子核 ，继而经，继而经放射性衰变放射性衰变变为原子核变为原子核 ，再经放射性衰变，再经放射性衰变变为变为原子核原子核 放射性衰变放射性衰变、和和依次为依次为A衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变 B衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变C衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变 D衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变A变式：核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发变式：核电站利用原子核链式
3、反应放出的巨大能量进行发电，电，是常用的核燃料是常用的核燃料.受一个中子轰击后裂变成受一个中子轰击后裂变成 和和 两部分，并产生两部分，并产生_个中子个中子.要使链式反应发生要使链式反应发生，裂变物质的体积要，裂变物质的体积要_（选填（选填“大于大于”或者或者“小于小于”）它的临界体积）它的临界体积.23592U23592U14456Ba8936Kr3大于大于nKrBanU1089361445610235923（二）半衰期的计算（二）半衰期的计算1半衰期半衰期T：大量放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间大量放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间2计算公式：计算公式：Ttmm)21.(
4、0例例2：如图所示为某种放射性元素的衰变规律：如图所示为某种放射性元素的衰变规律(纵坐标表示任纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与意时刻放射性元素的原子数与t0时的原子数之比时的原子数之比)，则该放，则该放射性元素的半衰期是射性元素的半衰期是_天天(一个月按一个月按30天计算天计算)在从某古在从某古迹中发掘出来的木材中，所含迹中发掘出来的木材中，所含 的比例是正在生长的植物中的比例是正在生长的植物中的的80%，放射性，放射性 的半衰期是的半衰期是5700年，根据图像可以推算，年，根据图像可以推算，该古迹距今约该古迹距今约_年年1800nn1900半衰期是半衰期是6个月，即为个月，即为180天
5、天01()2tTnn14C14C变式：氡变式：氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤它是世界卫生组织公布的主要环呼吸系统造成辐射损伤它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一其衰变方程是境致癌物质之一其衰变方程是 已已知知 的半衰期约为的半衰期约为3.8天，则约经过天，则约经过_天，天，16 g的的 衰变后还剩衰变后还剩1g.2222188684_RnPo22286Rn22286Rn42He15.2（三）核能的计算，核反应与动量（三）核能的计算，核反应与动量 能量相结合的综合问题能量相结合的综合问题1核反应过程中满足四个守恒
6、：核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒2核能的计算：核能的计算：方法一：根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质方法一：根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损量亏损m，根据爱因斯坦质能方程，根据爱因斯坦质能方程Emc2或或Emc2计计算核能算核能 方法二：利用平均结合能来计算核能，核反应中反应前系方法二：利用平均结合能来计算核能，核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放结合能之差，就是该核反应所释放(或吸
7、收或吸收)的核能的核能例例3：用中子轰击锂核：用中子轰击锂核()发生核反应，生成氚核发生核反应，生成氚核()和和粒子，并放出粒子，并放出4.8MeV的能量的能量(1)写出核反应方程；写出核反应方程；(2)求出质量亏损；求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和粒子的粒子的动能比是多少？动能比是多少？粒子的动能是多大？粒子的动能是多大？63Li31H变式变式1：如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发：如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹生某种核反应后产生的两种粒子在匀
8、强磁场中的运动轨迹，可以判定，可以判定A.原子核只可能发生原子核只可能发生衰变衰变B.原子核可能发生原子核可能发生衰变或衰变或衰变衰变C.原子核放出一个正电子原子核放出一个正电子D.原子核放出一个中子原子核放出一个中子A静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的新粒子只有一个，且粒子带负电，是新粒子只有一个，且粒子带负电，是粒子，故粒子，故A正确正确v1f1v2f2mvRqB1Rq静止静止在在匀强磁场匀强磁场中的放射性元素发生
9、衰变后中的放射性元素发生衰变后1、放出的粒子与反冲核的、放出的粒子与反冲核的动量大小动量大小相等、方向相等、方向相反相反2、粒子粒子与反冲粒子的运动轨迹是与反冲粒子的运动轨迹是内切圆内切圆 粒子粒子与反冲粒子的运动轨迹是与反冲粒子的运动轨迹是外切圆外切圆 R1R2变式变式2：已知氘核的平均结合能为：已知氘核的平均结合能为1.1MeV，氦核的平均结合，氦核的平均结合能为能为7.1MeV，则两个氘核结合成一个氦核时，则两个氘核结合成一个氦核时A释放释放4.9MeV的能量的能量 B释放释放6.0MeV的能量的能量C释放释放24.0MeV的能量的能量 D吸收吸收4.9MeV的能量的能量因氘核的平均结合能为因氘核的平均结合能为1.1MeV，氦核的平均结合能为，氦核的平均结合能为7.1MeV，故结合前氘核的能量为故结合前氘核的能量为E121.1MeV，结合后氦核的能量，结合后氦核的能量E247.1MeV，于是吸收的能量为，于是吸收的能量为E2E1E224.0MeV，式中负号表示释放核能，故选式中负号表示释放核能，故选CC谢 谢 聆 听！
