03-核反应 核能

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1、南京化学工业园区·史献计工作室制作高中物理复习讲学稿选修3-5·原子物理学第5页共5页第2讲核反应核能【知识概述】1．天然放射性现象：某些元素______________放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为________________。____________发现了天然放射现象，揭开发人类研究原子核结构的序幕。通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于_____的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于_____的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有____

2、_种。2．三种射线的基本特性放射线组成电离能力穿透能力速度α射线β射线γ射线⑴三种射线在磁场中的偏转（如图所示）α粒子、β粒子做匀速圆周运动，γ粒子不偏转r=mv/qB，则有：=≈4×1836××≈360在磁场中β射线比α射线偏转的更明显。⑵在电场中偏转（如图所示）α粒子、β粒子做类平抛运动，γ粒子不偏转在电场方向偏转距离y=at2=，则=≈≈所以，在电场中β射线比α射线偏转的更明显。3．原子核的衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为______的变化叫做原子核的衰变。⑴衰变的类型：α衰变：X→Y+

3、Heβ衰变：X→Y+e两者同时放出γ射线⑵半衰期：放射性元素的原子核__________发生衰变所需要的时间叫做半衰期。半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子的处的_________（如压强、温度）或________（如单质、化合物）无关。⑶放射性同位素及应用：有些原子的原子核电荷数_________，但质量数_________，这样一些具有相同的核电荷数和不同中子数的原子互称为同位素。放射性同位素主要利用其射线，用于工业、探伤、农业、医疗等；此外也把放射性元素作为示踪原子。⑷放

4、射性元素原来有N0个、质量为m0，半衰期为τ，经时间t后剩余放射性元素的个数为N、质量为m，则：N=________、m=__________。生成新核的质量m新=(m0–m)（其中A为新核的原子量，A0为放射性元素的原子量）。此外，半衰期是对大量元素衰变的统计规律，对于个别或少量元素的衰变不适用。4．核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击之下产生________的过程叫做核反应。5．人工转变：用________轰击靶核，产生另一种_________的方法叫做人工转变。采用人工转变的方法发现了

5、质子、中子和放射性元素。⑴质子的发现：1919年卢瑟福用_____轰击氮核，产生了氧的同位素，核反应方程是____________⑵中子的发现：1932年查德威克用_____轰击铍核，发现中子，核反应方程是_________________⑶放射性同位素的发现：1934年约里奥·居时夫妇用人工方法发出了放射性元素，同时发现了______，其核反应方程是______________________________________________________________________。6．核力

6、与核能⑴核力：______之间的相互作用力叫做核力，它是短程力。⑵核能：由于原子核间存在核力，所以核子_______成原子核或原子核______为核子时均伴随着巨大的能量变化，这种能量称为核能。⑶质能方程：E=___；质量亏损总是发生系统向外辐射能量的情下，系统能量减少了，质量自然也就减少了。当系统质量减少Δm时，系统的能量就减少ΔE，则ΔE=_____。减少的能量转化为光子的能量。虽然光子的静止质量为零，但是在光子辐射过程中，具有能量E=hν，所以当一个光子的频率为ν时，它的质量为m=______

7、。[附：质量亏损1u时释放出的能量为931.5MeV，1u（原子质量单位）为1.6606×10-27kg]。7．裂变与聚变⑴重核裂变：重核俘获一个____后分裂成两个或多个中等质量核的反应过程叫做重核裂变；重核裂变的同时放出几个中子，并释放出核能。如23592U+_____→8936Kr+14456Ba+310n。裂变反应堆（叫核反应堆）：主要组成部分是__________、__________、__________、_________、_____________。⑵轻核聚变：某些轻核结合成质量较大

8、的核反应过程叫做轻核聚变；轻核聚变的同时释放大量的核能。如21H+31H→42He+10n；要想使氘核和氚核结合成氦核，必须达到______________的高温，因此聚变反应也叫做______反应。聚变反应在宇宙中是很普遍的，太阳内部和许多恒星内部，温度高达107以上，热核反应在那里激烈地进行着。但是，目前除了氢弹以外，人们还不能控制聚变反应，所以还无法和平利用聚变时释放的核能。热核反应与裂变反应相比，具有许多优越性。首先，热核反应释放的能量，就相同质量的核燃料来讲