第十三章 学案63 原子核与放射性　核能

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1、学案63原子核与放射性　核能一、概念规律题组1．若用x代表一个中性原子的核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对90Th的原子来说(　　)A．x＝90，y＝90，z＝234B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90D．x＝234，y＝234，z＝3242．关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D．放射性的原子核发生衰变后

2、产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线3．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是(　　)A．原子核全部衰变所需要的时间的一半B．原子核有半数发生衰变所需要的时间C．原子量减少一半所需要的时间D．元素质量减半所需要的时间4．关于质能方程，下列哪些说法是正确的(　　)A．质量减小，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系二、思想方法题组一、确定衰变次数的方法[规范思维]　　　　二、对半衰期的理解1．根据半衰

3、期的概念，可总结出公式N余＝N原()t/τ，m余＝m原()t/τ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，τ表示半衰期．2．影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．3．只有对大量原子核衰变时谈半衰期才有意义，因为半衰期为统计规律，对少数原子核不适用．【例2】(2011·山东·38(1))碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．(1)碘131核的衰变方程：→______________(衰变后的元素用X表

4、示)．(2)经过________天有75%的碘131核发生了衰变．[针对训练1]　某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代．已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4，的半衰期为5730年．该生物死亡时距今约________年．三、核反应的四种类型特别提示　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．【例3】(2009·天津卷)下列说法正确的是(　　)A.

5、N＋H―→C＋He是α衰变方程B.H＋H―→He＋γ是核聚变反应方程C.U―→Th＋He是核裂变反应方程D.He＋Al―→P＋n是原子核的人工转变方程【例4】(2009·安徽卷)原子核聚变有望给人类的未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量．这几种反应的总效果可以表示为6H―→kHe＋dH＋2n＋43.15MeV由平衡条件可知(　　)A．k＝1，d＝4B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6D．k＝2，d＝3四、核能的计算1．核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时释放的能量为质量亏损(Δm)数乘以真空中光

6、速(c＝3×108m/s)的平方即ΔE＝Δmc2①(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核子结合成原子核时释放的能量为亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV②(3)注意①式中Δm的单位是kg，ΔE的单位是J；②式中Δm的单位是指原子质量单位u(1u＝1.660566×10－27kg)，ΔE的单位是兆电子伏特(MeV)．2．核反应中释放的核能，在无光子辐射的情况下，将转化为生成的新核和新粒子的动能．因此在此情况下可应用动量守恒定律和能量守恒及转化定律来计算核能．【例5】(2009·山东卷)历史上第一次利用加速器实现

7、的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.(1MeV＝1.6×10－13J)(1)写出上述反应方程；(2)求出上述反应中的质量亏损．[针对训练2]　原来静止的铀U和钍234同时在同一匀强磁场中，由于衰变而开始做匀速圆周运动．铀238发生了一次α衰变，钍234发生了一次β衰变．(1)试画出铀238发生一次α衰变时所产生的新核及α粒子在磁场中运动轨迹的示意图．(2)试画出钍234发生一次β衰变时所产生的新核及β粒子在磁场中运动轨迹