12.2原子核及其反应方程

§12.2原子核及其反应方程

一、原子核的组成：

1．天然放射现象

1896年，法国物理学家发现：铀和含铀的矿物发出一种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸而使里面的底片感光．这种现象称为现象．物质放出射线的性质叫．具有放射性的元素叫做．

和她的丈夫皮埃尔居里对铀和各种含铀的矿石进行了深入的研究，最终发现了和两种放射性更强的新元素

说明：放射性并不是少数几种元素才有的．研究发现，原子序数大于的所有元素，都能自发地放出射线．原子序数等于或小于的元素，有的也具有放射性．这种能自发地放射出射线的的元素叫做。放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性，从而促进了人类对微观结构更为深入的认识。 2．质子的发现

1919年，用粒子轰击氮，结果从氮核中打出了一种粒子，这种粒子带有一个单位的电荷，其质量与原子的质量接近，后来人们又从其他原子核中打出了同样的粒子，最终人们把这种粒子称为用符号“p”表示，故确定是原子核的组成部分．

3．中子的发现

(1)卢瑟福的预言

1920年卢瑟福提出一大胆的猜想：原子核内除了质子外，还存在一种质量与质子的质量大体相等但不带电的粒子，并认为这种不带电的中性粒子是由电子进人质子后形成的．

(2)查德威克的发现

验证了他的老师卢瑟福12年前的预言，原子核中确实存在着中性的、质量几乎与质子相同的粒子，并把它称为用符号“n”表示．

4．原子核的组成

原子核是由、构成的，质子带电，中子电．不同的原子核内质子和中子的个数

(1)原子核中的三个整数

①核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为，所以质子数和中子数之和叫．

②核电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，

叫做．

③核质量数(A)：原子核的质量等于核内和的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以

原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数．

（2）原子核中的两个等式

①核电荷数= 数(Z)=元素的原子序数=核外数．

②质量数(A)= 数= 数+ 数．

【题组一】单选：

1．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从()

A．发现电子开始的B．发现质子开始的

C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的

2．最早提出原子核是由质子和中子组成的科学家是()

A．贝可勒尔B．居里夫人

C．卢瑟福D．查德威克

3．（双选）下列说法正确的是()

A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子

C．查德威克在实验中发现了中子D．爱因斯坦为解释光电效应的实验现象提出了光子说4．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是()

A．电子数与质子数相等B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D．质子和中子的质量几乎相等

射线α射线β射线γ射线物质微粒氦核电子光子γ带电情况带正电(2e )带负电(-e )不带电速度

约为c 接近c c 贯穿本领小(空气中飞行几厘米)中(穿透几毫米铝板)大(穿透几厘米铅板)

电离作用强次弱一、三种射线 1．α射线：α射线是高速粒子流，α粒子就是________________；α粒子的速度可以达到光速的十分之一；α射线穿透能力弱，电离能力________． 2．β射线：β射线是高速________，速度可达光速的99%；它的电离作用________，穿透能力较强． 3．γ射线：γ射线是能量很高的________，波长很短，在10－10 m 以下；它的电离作用更小，穿透能力________． 5、（双选）关于24

12X ，下列说法正确的是 ( )

A ．它表示一个原子

B ．它表示一个原子核

C ．它表示原子核中有个12质子

D ．它表示原子核中有个12核子

6、关于质子和中子，下列说法不正确的是 ( )

A ．原子核由质子和中子组成

B ．质子和中子统称为核子

C ．质子带正电，中子不带电

D ．质子和中子都是卢瑟福用实验发现的

7．(双选)铀235的原子核符号常写成235 92U ，由此可知( )

A ．铀235的原子核中有质子92个

B ．铀235的原子核中有电子92个

C ．铀235的原子核中有中子235个

D ．铀235的原子核中有中子143个

二、放射性元素的衰变：

1、原子核的衰变

（1） 原子核放出 或 粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。

我们把这种变化称为原子核的 。衰变的结果是使一种物质变成另一种物质。

（2）放射性物体放射出的射线常见的有三种：

三种射线的特点可概括为下表： （3）α衰变

铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少 ，核电荷数减少 ，变成新核--钍234核。那这

种放出α粒子的衰变叫做 衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U →23490Th+

（4）衰变方程式遵守的规律

α衰变规律：A Z X →A-4Z-2Y+4

2He

（5）β衰变

钍234核也具有放射性，它能放出一个 粒子而变成23491Pa （镤），那它进行的是β衰变，β粒子用

-1e 表示。

钍234核的衰变方程式： 23490Th →23491Pa+0-1e

衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加

β衰变规律：A Z X →A Z+1Y+0-1e

（6）γ射线

是由于原子核在发生α衰变和β衰变时 受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随 射线和 射线而产生。γ射线的本质是能量。理解γ射线的本质，不能单独发生。

2、半衰期

半衰期表示放射性元素的；放射性元素原子核是数目因衰变减小到原来所经过的时间，叫做这种元素的。半衰期越大，表明放射性元素的衰变的越。

衰变规律的表达式为：

说明：

放射性元素衰变的速率仅由本身的因素决定，与原子所处的状态或状态无关。例如，一种放射性元素，不管它以单质形式还是以化合物形式存在，或者对它加压，增温均不会改变其半衰期。【题组二】单选：

1、（双选）对天然放射现象，下列说法中正确的是 ( )

A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子

C．γ是光子，所以γ射线是可能是原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的2、（双选）下列关于三种射线的说法正确的是 ( )

A．β粒子就是电子 B．α粒子就是氦原子核

C．γ就是光子 D．以上说法都不正确

3、（双选）下列关于三种射线的本领和主要作用，说法正确的是( )

A．α射线的穿透本领很强，电离作用很弱B．β射线是高速电子流，电离作用较强，穿透本领也较强

C．γ射线是波长很短的电磁波，穿透本领很强 D．以上说法都不正确

4．由原子核的衰变规律可知()

A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变

C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 5、一放射源放射出某种或多种射线，当用一张簿纸放在放射源前面时，射线的强度减为原来的三分之一，而当用1cm厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度几乎减为零，由此可知该放射源所放射出的 ( )

A．只有α射线 B．只有β射线

C．是α射线和β射线 D．是α射线和γ射线

6．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的()

A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变

C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个

7．关于γ射线，下列说法不．正确的是()

A．它是处于激发状态的原子核放射的B．它是原子内层电子受到激发时产生的

C．它是一种不带电的光子流D．它是波长极短的电磁波

8、下列关于半衰期的理解正确的是 ( )

A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快

B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短

C．把放射性元素放到密闭的容器中，可以减慢它的衰变速度

D．降低温度或增大压强，可以让放射性元素的半衰期变长

9．（双选）关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是()

A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间

C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等

10．(单选)关于天然放射现象，下列说法正确的是()

A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生

C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性

11．(单选)原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子 92U.放射性衰变①、②和③依次为( )

核234

A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变

C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变

12、如图所示，在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两圆轨迹，不计放出光子的能量，则下列说法不正确

的是 ( )

A．发生的是α衰变B．发生的是β衰变

C．a是β粒子的运动轨迹 D．衰变后的新核是逆时针运动的

13．将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是()

14、如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔水平射出，在小孔和荧光屏之间有垂

直纸面向里的匀强磁场，则下列说法不正确的是 ( )

A．打在图中a、b、c三点的分别是α射线、γ射线和β射线

B．α射线和β射线的轨迹是抛物线

C．α射线和β射线的轨迹是圆

D．若在铅盒和荧光屏之间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，

可能使屏上的亮斑只有一处

三、同位素及放射性同位素的应用与防范：

1.同位素：

原子核内的质子数决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以，所以它们的物理性质不同．具有相同数、不同数的原子

互称同位素．例如氢的三种同位素：氕、氘、氚（1

1H2

1

H3

1

H）。

2.放射性同位素：

（1）具有放射性的同位素叫．与衰变一样，该过程中也遵守______守恒和________守恒。（2）原子核在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程中叫。利用人工转变可以得到放射性同位数。（3）常见的人工转变方程：

________________发现质子：核反应方程式：__________________________________

________________发现中子：核反应方程式：___________________________________

________________发现正电子：核反应方程式：_____________________________________

3. 放射性同位素的应用：

主要分为三类：1 ，2 ，3 ．

【题组三】

1（双选）、关于同位素，下列说法正确的是 ( )

A．原子序数等于核内质子数与核外电子数之差 B．原子序数等于核内质子数与中子数之差

C．原子序数相同的元素，互为同位素 D．核内质子数相同的元素，互为同位素

2．(双选)关于同位素的下列说法中，正确的是()

A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同

B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同

C．同位素都具有放射性

D．互称同位素的原子含有相同的质子数

3．(双选)氕、氘、氚是同位素，则它们()

A．具有相同的质子数B．具有相同的中子数

C．具有相同的核子数D．具有相同的化学性质

4、(双选)关于放射性同位素，下列说法正确的是 ( )

A ．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样

B ．放射性同位素衰变可以生成另一种新元素

C ．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得

D ．以上说法都不对

5、对放射性的应用，下列说法不正确的是 ( )

A ．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射

B ．对放射性的肥料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理

C ．射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置

D ．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的

8．用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82Pb(铅)，

释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( ) A ．其质子数为122

B ．其质量数为294

C ．其原子序数为118

D ．其中子数为90

9．(双选)有关放射性同位素3015P 的下列说法，正确的是( )

A.3015P 与3014X 互为同位素

B.3015P 与其同位素有相同的化学性质

C ．用3015P 制成化合物后它的半衰期变长

D ．含有3015P 的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响

10．(双选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．

下列选项中，属于γ射线的应用的是( )

A ．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤

B ．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地

C ．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制

D ．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期

四、核力与结合能

1.核力：

（1）．定义：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，

这种力叫做 ．

（2）．核力是一种 力．在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．

（3）核力是 力，在约15150.510

210m m --?? 之内主要表现为吸引力，且随距离增大而减小， 超过15210m -?，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于150.510m -?时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起．

2、重核与轻核

（1）．排在元素周期表比较靠后的元素对应的原子核叫 核，排在比较靠前的叫 核．

（2）．自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致 ，较重的原子核，中子数 于质子数，越重的两

者相差越多．

3.结合能：

1．定义： 结合成原子核时放出的能量，或 分解成核子时吸收的能量，都叫做原子核的结合能．

2．平均结合能：原子核的结合能与其核子数之 ，称做平均结合能．

3．平均结合能与原子核的稳定性

(1)平均结合能的大小能够反映核的稳定程度，平均结合能 ，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定．

(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能都比较小，中等核子数的原子核，平均合能较大，

表示这些原子核较稳定．

(3)当平均结合能较小的原子核转化成平均结合能较大的原子核时，就释放核能，例如，一个核子数较大

的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能．

4、质能方程

1．质量亏损：组成原子核的核子的总质量与新原子核的质量之差，叫做核的 ．

2．质能方程：原子核释放能量时，要产生质量亏损，物体的能量和质量之间存在着密切的联系．它们之

间的关系是： （或2E mc ?=?） 这就是著名的爱因斯坦质能方程．因此在计算核能时，可以通过先计算质量亏损m ?，再代入质能方程求出核能．

【题组四】

1．(双选)关于核力，下列说法中正确的是( )

A ．核力是一种特殊的万有引力

B ．原子核的任意两个核子间都有核力作用

C ．核力是原子核稳定存在的原因

D ．核力是一种短程强力作用

2．氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则这三种力

从大到小的排列顺序是( )

A ．核力、万有引力、库仑力

B ．万有引力、库仑力、核力

C ．库仑力、核力、万有引力

D ．核力、库仑力、万有引力

3．(双选)对结合能、平均结合能的认识，下列正确的是( )

A ．核子结合为原子核时，一定释放能量

B ．核子结合为原子核时，可能吸收能量

C ．结合能越大的原子核越稳定

D ．平均结合能越大的原子核越稳定

4．下列说法中，正确的是( )

A ．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化

B ．由E ＝mc 2可知，能量与质量之间存在着正比关系

C ．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量

D ．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并

不守恒

5．质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3，真空中光速为c ，当质子和中子结合成氘核时，放出的

能量是( )

A ．m 3c 2

B ．(m 1＋m 2)c 2

C ．(m 3－m 2－m 1)c 2

D ．(m 1＋m 2－m 3)c 2

241112106H k 243.15He d H n MeV →+++6、下面是一核反应方程234112H H He X +→+，用c 表示光速，则（ ）

A. X 是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘C 2

B. X 是中子，核反应放出的能量等于质子质量乘C 2

C. X 是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘C 2

D. X 是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘C 2

7、原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几 种聚变反应可能发生，放出能量这几种反应的总效果可以表示为，

由平衡条件可知（ ）

A. k=1, d=4

B. k=2, d=2

C. k=1, d=6

D. k=2, d=3

五、重核裂变与轻核聚变

（一）重核裂变：

1．定义：使重核分裂成中等质量的原子核的核反应叫 例如：235

190192038540

9U n S r X e n +→++ 2．链式反应：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状，核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得核由于质子间的斥力作用而不能恢复原状，这样就分裂成几块，同时放出2～3个中子．这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能，这就叫 反应．

3．链式反应的条件

（1）为了使链式反应容易发生，最好利用 （2）铀块的体积大于

如果铀块太小，铀核裂变放出的中子会逸出铀块，从而中断或不引起链式反应，能够发生链式反应的最小体积叫做它的 ，如果铀235的体积超过临界体积，只要中子进入铀块，会立即引起铀核的链式反应．

（二）轻核聚变：

1．定义：轻核结合成质量 的原子核的反应叫聚变．例如：21H ＋31H ―→42He ＋

2. 热核反应．轻核必须在 条件下相遇才能发生聚合放出更大的能量．由于温度较高，所以聚变也称

为 ．

3．聚变与裂变的比较

(1)能用于热核反应的原料极其丰富，如氘是聚变的一种材料，在覆盖地球表面的海水中是取之不尽的；

而裂变的原料比较稀缺．

(2)同样情况下聚变放出的能量比裂变大，如3个氘核聚变中平均每个核子释放的能量约为铀235裂变反

应的4倍．

(3)热核反应后的遗留物对环境污染小，这一点裂变无法相比．

（三）核能利用：

1．核武器：如原子弹、氢弹．

2．核电站：由于热核反应不容易控制，所以目前核电站都采用铀核的裂变反应方式。

3．核动力：如核动力潜艇、核动力破冰船、核动力航空母舰、核动力太空探测器等．

【题组五】

1．利用重核裂变释放核能时选铀235，主要原因是( )

A ．它裂变放出核能比其他重核裂变放出的核能多

B ．它可能分裂成三部分或四部分

C ．它能自动裂变，与体积无关

D ．它比较容易形成链式反应

2．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下列判断正确的是( )

A ．裂变和聚变过程中都有质量亏损

B ．裂变过程中有质量亏损，聚变过程中质量有所增加

C ．裂变过程中质量有所增加，聚变过程中有质量亏损

D ．裂变、聚变过程中质量都增加

3（双选）．关于聚变，以下说法中正确的是( )

A ．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量

B ．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍

C ．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积

D ．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能

4.科学家发现在月球上含有丰富的32He （氦3）

。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122He He H He +→+。关于32He 聚变下列表述正确的是（ ）

A ．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核

C ．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用32He 聚变反应发电

5.下列核反应中，表示核裂变的是（ ）

A 、238

234492902U Th He →+ B 、14

140671C N e -→+

C 、235

1141921920563603U n Ba Kr n +→++

D 、941214260Be He C n +→+ 6．(双选)下列说法正确的是( )

A.15 7N ＋11H →12 6C ＋42He 是α衰变方程

B.11H ＋21H →32He ＋γ是核聚变反应方程

C.238 92U →234 90Th ＋42He 是核裂变反应方程

D.42He ＋2713Al →3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程

7．下列说法不．

正确的是( ) A.21H ＋31H →42He ＋10n 是聚变 B.235 92U ＋10n →140 54Xe ＋9438Sr ＋210n 是裂变

C.226 98Ra →222 96Rn ＋42He 是α衰变

D.2411Na →2412Mg ＋0－1e 是裂变

8．北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周围80%～90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术．太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是( )

A.31H ＋21H →42He ＋10n

B.14 7N ＋42He →17 8O ＋11H

C.235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr ＋1010n

D.238 92U →234 90Th ＋42He

9．(双选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)

已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )

A ．“人造太阳”的核反应方程是21H ＋31H →42He ＋10n

B ．“人造太阳”的核反应方程是235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n

C ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE ＝Δmc 2

D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是

E ＝12

mc 2 10．(双选)2009年10月31日8时6分，中国科学界“两弹一星”巨星钱学森在北京逝世，享年98岁．人

民群众深刻悼念这位有着“中国航天之父”称号的伟大科学家．下列核反应方程中属研究两弹的基本核反应方程式的是( )

A.14 7N ＋42He ―→17 8O ＋11H

B.235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n

C.238 92U ―→234 90Th ＋42He

D.21H ＋31H ―→42He ＋10n

原子核物理知识点归纳

原子核物理重点知识点 第一章 原子核的基本性质 1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。 （P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。 （P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。 （P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。 （P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命 长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。 （P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。 2、影响原子核稳定性的因素有哪些。（P3~5） 核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。 3、关于原子核半径的计算及单核子体积。（P6） R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径 单核子体积：A r R V 3033 434ππ== 4、核力的特点。（P14） 1.核力是短程强相互作用力； 2.核力与核子电荷数无关； 3.核力具有饱和性； 4.核力在极短程内具有排斥芯； 5.核力还与自旋有关。 5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。（P8） 结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2 A Z Z Z A Z c A Z m A Z B ?-?-+?=?= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。 比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε 原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。 6、关于库仑势垒的理解和计算。（P17） 1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。 2.若靶核电荷数为Z ，入射粒子相对于靶核 的势能为：r Ze r V 2 0241 )(πε=，在r =R 处， 势垒最高，称为库仑势垒高度。

高三物理一轮复习第13章动量光电效应核能第3节核反应和核能

第3节 核反应和核能 知识点1 原子核的组成 放射性及放射性同位素 1．原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电． (2)基本关系 ①核电荷数＝质子数(Z )＝元素的原子序数＝核外电子数． ②质量数(A )＝核子数＝质子数＋中子数． (3)X 元素的原子核的符号为A Z X ，其中A 表示质量数，Z 表示核电荷数． 2．天然放射现象 (1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构． (2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素． (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线． 3．放射性同位素的应用与防护 (1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核． (2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同． (3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等． (4)防护：防止放射性对人体组织的伤害． 知识点2 原子核的衰变、半衰期 1．原子核的衰变 (1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化． (2)分类： α衰变：A Z X→A －4Z －2Y ＋4 2He β衰变：A Z X→ A Z ＋1Y ＋ 0 －1e γ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射． (3)两个典型的衰变方程： ①α衰变：238 92U→234 90Th ＋4 2He ； ②β衰变：234 90Th→234 91Pa ＋0 －1e.

核能的利用及其利弊

核能利弊 福岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故后，日本政府已宣布疏散核电站 周边20公里范围内的居民，并要求20公里至30公里范围内的居民留在室内避难。但随着核辐射危机的持续，该区域希望主动疏散避难的民众增多，生活必需品等物资补给也都比较困难，是否需要扩大疏散范围成为一个议题。 中新社东京3月30日电东京电力公司最高管理层30日下午举行记者会， 再次为核事故进行公开道歉。该公司董事长胜俣恒久首次明确表示，发生核泄漏事故的福岛第一核电站1~4号核反将被废弃。日本官房长官枝野幸男则暗示，该核电站另外两个反应堆也将成为废堆。日本政府还决定紧急叫停14座新增核电反应堆的计划，对其能源政策进行全面修正。 截至目前，日本核电站已有2台机组起火、3台机组发生爆炸、3个反应 堆堆芯出现融化，8台机组冷却系统出现故障，这是历史上首次发生群堆核电事故。上个世纪两次著名的核电事故——1979年美国三哩岛和1986年前苏联切尔诺贝利核电事故都仅是一个反应堆造成的。法国安全机构负责人安德鲁-克劳德·罗科斯塔称：福岛核电站事故比三哩岛事故更为严重，但不如切尔诺贝利事故影响大。 随着事态影响的不断扩大，人们已经认识到即便拥有如此先进技术的日 本，对核电事故的控制能力也无法做到“坚不可摧”。曾被视为“清洁高效”的核能被认为是日本解决能源贫乏问题的希望，但这个一度宣称要“核能立国”的国度，现在也不得不反思这个计划能否再坚持下去。 而日本核电事故也正引发“蝴蝶效应”，民众对核电的恐慌正在全球蔓延。 成为全球核电产业未来必须面对的最大挑战。日本大地震引发的核安全危机让日本核电产业的美梦濒临破灭。在安全和高效运行近30年后，灾难突然到来，让这个岛国最终没能逃脱核电魔咒。 这个事故，人们开始对核能不得不重新审视，核能，到底是英雄还是混蛋 呢？ 对于这个问题，我们得先对核能有些了解。 核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），比较起来所有需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%－4%，其余皆为无法产生核分裂的铀238。 举例而言，核电厂每年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。核能还具有以下一些优点： 1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 wk_ad_begin({pid : 21});wk_ad_after(21, function(){$('.ad-hidden').hide();},

原子核、核反应练习题

原子核 教学目标 1．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依赖于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探索．从而培养学生的科学态度与探索精神． 学生应知道一些重要的物理事实：天然放射性的发现，质子、中子、放射性同位素的发现等，恰恰是明确原子核组成的实验基础． 2．掌握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒．学生应能根据实际写出正确的核反应方程．应用衰变规律分析解决相关问题，并明确半衰期的意义． 3．明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损、爱因斯坦质能方程的意义，并掌握其应用——获得核能的途径（裂变、聚变）． 教学重点、难点分析 1．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线（释放能量）．在某些特殊情况下，某些放射性元素只放出α或只放出β射线．但任何情况下都不会只放出γ射线，γ射线只能伴随α或β射线放出．发现放射性同位素的同时，发现正电子的核反应可称为放射性同位素的+β衰变，其核反应方程为 放射性元素的半衰期只决定于原子核的性质，与元素所处物理、化 对应质量关系

2．写四类核反应方程，即衰变、人工转变、裂变、聚变核反应时，要遵循三个守恒，即质量数、荷电核数、能量守恒．但要以核反应的事实为基础，不能仅根据质量数、荷电核数两个守恒而书写出事实上不存在的核反应．另外，核反应通常是不可逆的，方程中只能用“→”连接并指示反应方向，而不能用“=”连接． β衰变与+β衰变中，新原子核的荷电核数的变化，可理解为在原来的核中有： 3．△E=△mc2这一爱因斯坦质能关系式，是释放原子核能的重要理论依据．具体应用之计算核能时要注意单位的统一，△m单位是“kg”，△E单位是“J”；若△m单位是“U”，则△E的单位是“MeV”． 此结论可在计算中直接应用． 4．裂变与聚变均是释放原子核能（结合能）的核反应，应理解为反应后均发生质量亏损，所以都释放出核能以γ光形式辐射；重核裂变、轻核聚变都是变成中等质量核，即都是由核子平均结合能小的核变成核子平均结合能大的核；又都是在一定条件下才能完成的核反应，即必须先吸收能量（有中子轰击或超高温存在），再释放能量；是由于生成新核的核子平均结合能大，所以反应吸收的能量小于核子平均结合能与核子数乘积（释放的能量）． 5．在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成新核与粒子的动能．此种情况可应用动量守恒与能量守恒计算核能． 教学过程设计 教师活动 问：人类是怎样认识到微观原子核的组成的？ 再通过以下具体问题引导同学回答： 学生活动 同学们看书、讨论．

核反应、核能与裂变.doc

核反应、核能与裂变 --示例教学重点：核的人工转变和核能的计算 教学难点：核能的计算 教学示例: 、人工核转变 1、质子的发现 卢瑟福 2、中子的发现 查德威克 二、核能 1、核能 2、质量亏损 3、质能方程 4、核能的计算例题1:已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损 为 0.0040 X 10-27kg，则此过程中释放的能量为多少? 解：根据爱因斯坦的质能方程知 =ev =2.2 mev 例题2:静止的锂核 在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8mev

的能量.（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损 （2）根据爱因斯坦的质能方程知: 三、核裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫 裂变. 四、铀核的裂变 1、裂变方程具有多样性 2、核能的释放举例计算铀核裂变过程 释放的能量3、链式反应动画演示此过程 五、裂变的应用 1、原子弹 2、核反应堆 六、作业v/p

--示例教学重点：核的人工转变和核能的计算 教学难点：核能的计算 教学示例: 、人工核转变 1、质子的发现 卢瑟福 2、中子的发现 查德威克 二、核能 1、核能 2、质量亏损 3、质能方程 4、核能的计算例题1:已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损 为 0.0040 X 10-27kg，则此过程中释放的能量为多少? 解：根据爱因斯坦的质能方程知 =ev =2.2 mev 例题2:静止的锂核

在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8mev 的能量.（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损 （2）根据爱因斯坦的质能方程知: 三、核裂变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫 裂变. 四、铀核的裂变 1、裂变方程具有多样性 2、核能的释放举例计算铀核裂变过程 释放的能量3、链式反应动画演示此过程 五、裂变的应用 1、原子弹 2、核反应堆 六、作业v/p

知识讲解 核能、核能的利用

物理总复习：核能、核能的利用 编稿：xx 审稿：xx 【考纲要求】 1、知道核力及结合能、质量亏损等概念 2、会配平和书写核反应方程式 3、知道核能获取的两种方式，了解核反应堆的主要组成部分， 能进行简单的有关核能的计算问题 【考点梳理】 考点一、核能 要点诠释： 1、核力 核子间作用力。其特点为短程强引力：作用范围为2.0×10－15m，只在相邻的核子间发生作用。 2、核能 核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。 比结合能：结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 不同原子核的比结合能是不一样的，由比结合能曲线可以看出：中等大小的核比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。 3、质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E＝mc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化。核子在结合成原子核时放出核能，因此，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小△m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能△E＝△mc2；反之，由核能也可求出核反应过程的质量亏损。 4、△E＝△mc2是计算核能的常用方法。在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算。若质量单位取原子质量单位u，则： 此结论亦可在计算中直接应用。另外，在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能。因而在此情况下可应用力学原理—动量守恒和能量守恒来计算核能。 5、质能方程的理解 对于质量亏损，切忌不能认为这部分质量转化成了能量，质能方程的本质是：第一，质

原子核物理复习资料归纳整理

原子核物理复习资料归纳整理 原子核物理复习资料归纳整理 名词解释 1、核的自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋。 2、衰变常量：衰变常量是在单位时间内每个原子核的衰变概率。 3、半衰期：半衰期是放射性原子核数衰减到原来数目的一半所 需的时间。 4、平均寿命：平均寿命是指放射性原子核平均生存的时间。 5、放射性活度：在单位时间内有多少核发生衰变，亦即放射性 核素的衰变率，叫衰变率。 6、放射性：原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。 7、放射性核素：能自发的放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫做不稳定核素。 8、核衰变：原子核衰变是指原子核自发的放射出α或β等粒 子而发生的转变。 9、衰变能：原子核衰变时所放出的能量。 10、核素：具有相同质子数Z和中子数N的一类原子核，称为一种核素。 11、同位素：质子数相同，中子数不同的核素。 12、同中子素：中子数相同，质子数不同的核。 13、同量异位素：质量数相同，质子数不同的核素 14、同核异能素：质量数和质子数相同而能量状态不同的核素。

15、镜像核：质子数和中子数呼唤的一对原子核。 16、质量亏损：组成某一原子核的核子质量与该原子核质量之差。 17、核的结合能：自由核子组成原子核所释放的能量。 18、比结合能：原子核平均每个核子的结合能。 19、最后一个核子的结合能：是一个自由核子与核的其余部分组成原子核时，所释放的能量。 20、内转换现象：跃迁时可以把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 21、内转换现象：原子核从激发态到较低的能态或基态的跃迁时把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 22、内转换电子：内转换过程中放出来的电子。（如果单出这个就先写出内转换现象的定义） 23、内电子对效应： 24、级联γ辐射的角关联：原子核接连的放出的两个γ光子，若其概率与这两个γ光子发射方向的夹角有关，即夹角改变时，概 率也变化，这种现象称为级联γ辐射角关联，亦称γ-γ角关联。 25、穆斯堡尔效应：原子核辐射的无反冲共振吸收。 26、核的集体模型：每个核子在核内除了相对其它核子运动外，原子核的整体还发生振动与转动，处于不同运动状态的核，不仅有 自己特定的形状，还具有不同的能量和角动量，这些能量与角动量 都是分立的，因而形成能级。 28、核反应能：核反应过程中释放的能量。 29、核反应阈能：在L系中能够引起核反应的入射粒子最低能量。 30、核反应截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率。（一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核

高中物理专题复习专题7 原子核 核能

专题7原子核核能 雷区扫描 本部分常见的失分点有： 1.核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒应用不灵活. 2.α、β、γ射线特点掌握不准确. 3.爱因斯坦质能方程理解不清及运算不准确. 造成失误的根本原因：一是记忆性的知识记得不牢；二是E=mc2的含义不明白；三是运算能力差. 排雷示例 例1. 天然放射属于元素232 90Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208 82 P b(铅）.下列 论断中正确的是 A.铅核比钍核少24个中子 B.铅核比钍核少8个质子 C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变 D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变 雷区探测 本题考查衰变过程中质量数、电荷数守恒及原子核的组成. 雷区诊断 设发生α衰变x次，β衰变y次，则质量数守恒，得：232-4x=208 所以x=6. β衰变是中子转变成电子和质子，由电荷数守恒，得：90-2x+y=82 所以y=4. 因此，选项D正确. 发生6次α衰变，钍核中子数减少2×6=12个，发生4次β衰变，钍核中子数又减少4个，中子数共减少16个，选项A错误.由核电荷数可直接判定钍核质子数减少90-82=8个，选项B正确. 正确解答BD 例2. 关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是 A.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强 B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强 D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱 雷区探测 本题考查三种射线的本质及特点. 雷区诊断 α射线是原子核发生α衰变放出的氦核流，它的电离能力强，但穿透能力弱；β射线也是原子核发生β衰变放出的电子流，具有较强的电离能力和穿透能力；γ射线是一种电磁波，一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力强，电离能力弱. 正确解答 C 例3. 下列说法中正确的是

核能的利用和安全

核能的利用和安全 摘要: 从19世纪以来,人类发现了核能之后,核能的利用开始进入人们的视野,可以作为最新型的大杀伤力武器和最清洁能源之一的它,人们对他的研究从未停止.方向主要有两个,一个主要是利用核能来产生电力,而另一方面,则是制造核武器..核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量.是种目前为止能源利用率较高和最为清洁的能源之一,而核武器是利用原子核裂变或聚变反应，瞬间释放出巨大能量，造成大规模杀伤和破坏作用的武器。 关键词: 核能,核武器,原子能,核裂变,核聚变,能量,核事故 正文: 核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的释能形式。 核武器 在核能被发现之后,首先使用的是制造核武器,核武器是战略威慑和扼制常规战争的主要手段，例如原子弹、氢弹、中子弹等.核能是核裂变或聚变反应释放的巨大能量，例如1克铀在裂变时，它的原子核产生的爆炸力相当于20吨 TNT炸药的能量。因此具有很高的利用价值。 目前来看,一旦发生核战争，全球的各种核武器足以毁灭整个地球，因此这样的“核战争”中没有赢家，只有自我毁灭。核武器即使在战争中不直接使用，也在高科技局部战争中起着重要的威慑作用。美国于1945年8月6日和9日先后在日本的广岛和长崎投下了两颗原子弹，示了原子弹空前的杀伤和破坏力,而到目前为止,日本也是唯一一个在战争中遭受到核打击的国家.

原理: 核武器是指利用核裂变或聚变反应释放的巨大能量而产生爆炸 作用，核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。 威力: 然而，核武器却是恐怖的，据联合国和日本1986年在北京共同举办的《核战争威胁与核能和平利用展览》介绍,广岛原子弹爆炸时,"在一二秒钟内,全市40%的地方变成了焦土,92%的地方不能辨出原来的面貌.一年后,广岛宣布有118661人死于此次轰炸……至今为止,死于此次轰炸的人数已超过20万名."长崎原子弹眨眼之间毁坏了三分之一个城市.在这次轰炸中,有7.4万人死亡,7.5万人受重伤.在伤亡人员中,很多人就是受到放射性沾染的伤害。然而按今天核武器的破坏力来衡量,广岛,长崎原子弹都是原始核武器,其破坏能力也都是最低 限度的..由于核武器的杀伤力极大,造成的毁灭性效果并非人类所能 承担的,因此,目前世界上的核武器多起震慑作用,而并未实际投入到 战争当中去. 核能发电(核电站): 任何东西都有它的两面性，核能也不过如此。虽然核武器给人类带来了巨大的恐慌，但它所蕴含的巨大的能量也让人人们看到了有利的一面。我们目前处于和平年代,核武器并没有投入到战争当中去, 但这不代表我们没有对核能的继续研究,因为核能也能和平地利用, 造福于人类,利用核能发电的核电站就是其中的手段之一. 核能发电,就是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，

3.23核反应与核能(作业)

核反应与核能 1．(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是() A．所有元素都可能发生衰变 B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 2.(2019·常德模拟)某一放射性物质发生衰变时放出α、β、γ三种射线，让这 三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确的是() A．该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大 B．C粒子是原子核的重要组成部分 C．A粒子一定带正电 D．B粒子的穿透性最弱 3.232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成208 82Pb(铅)。以下说法中错误的是 A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子 C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变 4．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A 和B，经过20天后，剩下的质量之比m A∶m B为() A．30∶31B．31∶30 C．1∶2 D．2∶1 5．(多选)(2019·南通模拟)钍234 90Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变 为镤234 91Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为234 90Th→234 91Pa＋X，钍的半衰期为24天。则下列说法中正确的是() A．X为质子 B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的 C．γ射线是镤原子核放出的 D．1 g钍234 90Th经过120天后还剩0.312 5 g 6．(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有() A．238 92U→234 90Th＋42He是α衰变B．14 7N＋42He→17 8O＋11H是β衰变 C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变 D.8234Se→8236Kr＋20－1e是重核裂变 7.(2018·全国卷Ⅲ)1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X。X的原子序数和质量数分别为() A．15和28B．15和30 C．16和30 D．17和31 8.(2017·全国卷Ⅰ)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n。已知21H的质量为2.013

(完整版)人教版高中物理选修3-5知识点总结

人教版高中物理选修3-5知识点总结 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。（二）黑体和黑体辐射

1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 二．光电效应光子说光电效应方程Ⅰ 1、光电效应

高三物理核反应和核能

核反应核能质能方程 一、知识点梳理 1、核反应 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．典型的原子核人工转变： 14 7N+4 2 He 17 8 O+1 1 H 质子1 1 H的发现方程卢瑟福 9 4Be+4 2 He 12 6 C+1 n 中子1 n的发现方程查德威克 2、核能 （1）核反应中放出的能量称为核能 （2）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．（3）质能方程：质能关系为Ｅ＝ｍｃ2 原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ2 3、裂变 把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是： 235 92Ｕ+1 ｎ90 38 Ｓr+136 54 Ｘe+101 ｎ 4．轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为： 2 1Ｈ+3 1 Ｈ4 2 Ｈe+1 ｎ 5．链式反应 一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 二、典型例题 例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v。）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 νe＋37 17Cl→37 18 Ar十 0 －1 e 已知37 17Cl核的质量为36.95658 u，37 18 Ar核的质量为36.95691 u， 0 －1 e的质量为0.00055 u，1 u 质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为

核能利用与发展论文

核能利用与发展趋势 学校：东北农业大学 学院：工程学院 班级：机化1302 学号： 姓名：

核能利用与发展趋势 Unclear energy utilization and development trend 摘要核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，目前，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第一代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增民与交通运输的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。 关键词核能利用前景核能发展核电 1.核电概述 核能的发展和利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一。它通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc2，该方程式表明，质量和能量是等价的，其比例常数为光速的平方。在核能的利用中，核电厂的发展是相当迅速的，己被公认为是一种经济、安全、可靠、干净的能源，核动力技术在多数发达国家得到了巨大发展，也在很多发展中国家获得了广泛的认可。根据能源需求和能源生产结构，我国政府己制定了积极发展核电的方针，建设了秦山和大亚湾两大核电基地，中国核电建设的安全策略取得了成功。 2.核能发电 核能是原子核结构发生变化是释放出来的能量。目前人类利用核能主要有三种——重元素的原子核发生裂变和轻元素的原子核发生聚合反映时释放出来的核能或是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程，它们分别为核裂变能、核聚变能和核衰变。核裂变能 核裂变，又称核分裂，是指由较重的原子，主要是指铀或钚，分裂成较轻的（原子序数较小的）原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用钚-239为原料制成。而铀-235裂变在核电厂最常见。 重核原子经中子撞击后，分裂成为两个较轻的原子，同时释放出数个中子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子，从而形成链式反应而自发分裂。原子核裂变时除放出中子还会放出热，核电厂用以发电的能量即来源于此。 由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个，因此若对链式反应不加以控制，同时发生的核裂变数目将在极短时间内以几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够

核反应堆物理分析名词解释及重要概念整理

第一章—核反应堆的核物理基础 直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。 中子的散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。 非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。 弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。 111001 100[]A A A Z Z Z A A Z Z X n X X n X n X n +*+→→++→+ 微观截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率，或表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。 宏观截面：表征一个中子与单位体积内原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。也是一个中子穿行单位距离与核发生相互作用的概率大小的一种度量。 平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。 核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。 中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。 多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。 瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10-14s)发射出来的，把 这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。 第二章—中子慢化和慢化能谱 慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。 扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。 平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。 慢化密度：在r 处每秒每单位体积内慢化到能量E 以下的中子数。 分界能或缝合能：通常把某个分界能量E c 以下的中子称为热中子， E c 称为分界能或缝合能。 第三章—中子扩散理论 中子角密度：在r 处单位体积内和能量为E 的单位能量间隔内，运动方向为Ω的单位立体角内的中子数目。 慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。 徙动长度：快中子从源点产生到变为热中子而被吸收时所穿行的直线距离为r M 。 第四章—均匀反应堆的临界理论 反射层的作用： 1. 减少芯部中子泄漏，从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，节省一部分燃料；

核反应核能质能方程

核反应核能质能方程 一、考点聚焦 核能．质量亏损．爱因斯坦的质能方程Ⅱ要求 核反应堆．核电站Ⅰ要求 重核的裂变．链式反应．轻核的聚变Ⅰ要求 可控热核反应．Ⅰ要求 二、知识扫描 1、核反应 在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．典型的原子核人工转变 14 7N+4 2 He 8 O+1 1 H 质子1 1 H的发觉方程卢瑟福 9 4Be+4 2 He 6 C+1 n 中子1 n的发觉方程查德威克 2、核能 〔1〕核反应中放出的能量称为核能 〔2〕质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．〔3〕质能方程：质能关系为Ｅ＝ｍｃ2 原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ2 3、裂变 把重核分裂成质量较小的核，开释出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是： 235 92Ｕ+ｎＳr+136 54 Ｘe+101 ｎ 4．轻核的聚变 把轻核结合成质量较大的核，开释出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应开释能量较多，典型的轻核聚变为： 2 1Ｈ+ＨＨe+1 ｎ 5．链式反应 一个重核吸取一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时开释假设干个中子，假如这些中子再引起其它重核的裂变，就能够使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应 三、好题精析 例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子〔v。〕而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯〔C2Cl4〕溶液的巨桶．电子中微子能够将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 νe＋37 17Cl→37 18 Ar十 0 －1 e 37 17Cl核的质量为36.95658 u，37 18 Ar核的质量为36.95691 u， 0 －1 e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量 为931.5MeV.依照以上数据，能够判定参与上述反应的电子中微子的最小能量为〔A〕0.82 Me V 〔B〕0.31 MeV 〔C〕1.33 MeV 〔D〕0.51 MeV [解析] 由题意可得：电子中微子的能量E≥E ?=mc2-〔m Ar+m e-m Cl〕·931.5MeV

天然放射现象、核反应和核能

学案正标题 一、考纲要求 1.掌握原子核的衰变、半衰期等知识. 2.会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题． 二、知识梳理 1.原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成，两者统称为核子． (2)原子核常用表示，X为元素符号，上角标A表示核的质量数，下角标Z表示核的电荷 数（原子序数)． (3)同位素是具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置．2.天然放射现象 (1)天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为放射性元素． (2)三种射线的本质：α射线是氦核，β射线是电子，γ射线是光子． 3.原子核的衰变 (1)衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化．可分为α衰变、β衰变，并伴随着γ射线放出． (2)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间． 放射性同位素的应用 ①利用射线：放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等． ②作示踪原子． 4.核反应、核力与核能 (1)核反应规律：在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒． (2)核力 ①概念：组成原子核的核子之间存在的作用力． ②核力特点 a．核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．b．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内． c．每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性． (3)质量亏损 ①爱因斯坦质能方程：E＝mc2． ②质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象． (4)结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时需要的能量． 5.核裂变和核聚变 (1)重核裂变 ①定义：使重核分裂成几个质量较小的原子核的核反应． ②铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，一种典型的反应是生成钡和氪，同时放出三个中子，核反应方程为：

(完整版)高中物理人教版选修3-5-知识点总结

选修3-5知识梳理 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。 （二）黑体和黑体辐射 1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短 方向移动。

核能的利用存在的主要问题

8、什么是核能？什么是核能发电 答：核能是由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。即核反应或核跃迁时释放的能量。例如重核裂变、轻核聚变时释放的巨大能量。核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式，其过程为：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。 9、什么是毫西弗？ 毫西弗是辐射剂量的基本单位之一。“当量剂量”是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量。其国际标准单位是“西弗”，定义是每千克人体组织吸收1焦耳为1西弗。西弗是个非常大的单位，因此通常使用毫西弗、微西弗。1毫西弗＝1000微西弗。 对日常工作中不接触辐射性工作的人来说，每年正常的天然辐射(主要是因为空气中的氡辐射)为1000—2000微西弗。一次小于100微西弗的辐射，对人体无影响。与放射相关的工人，一年最高辐射量为50000微西弗。一次性遭受4000毫西弗会致死。 1.核能的利用存在的主要问题有哪些？ 答：（1）资源利用率低； （2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决； （3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进； （4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制； （5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大。 2、核废料的处理有哪几种方法？ 答：“天葬”、“水葬”和“火葬”三种方法。 （1）“天葬”是指：把核废料先固化成玻璃块，装到特制的合金棺中，在棺材外面装上隔热外套，然后用航天飞机把它带入预定的轨道，机械手随即把它推入太空，再点燃助推火箭将它送入3000千米的轨道上，让核废料远远离开人类生活的地球。 （2）“火葬”是美国能源部研制的一种处理核废料的先进方法。火葬前，先在地下挖一个深坑，把放射性物质放入坑内，用特制的盖子把坑顶盖好。将空气净化器上的一根导管从盖子上插入坑内，坑内装４个碳电极，电极接通后，就会产生一股强大的电流，使坑内的泥土温度上升到几百度。 （3）“水葬”就是将深海作为核废料的墓场。将核废料装入密封的合金棺，再用混凝土密封在海底下面。 3、每桶石油的体积为多少升？

核能的利用

核能的利用 摘要：核能具有独特的优越性，开发和利用新型的核能源是人类社会生存发展的必然趋势。本文通过分析核能的简介、世界核能利用现状及核能在我国的发展，论述核能利用。 关键字：核能利用、核能现状、核能发展、核能简介 引言 人类的一切活动都离不开能源，能源是发展工业、农业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要基础。1939 年原子核裂变的发现，开辟了核能利用的新时代.。特别是在能源结构从石油转入非油能源的新时期里，核能被认为是解决世界能源短缺的一种重要途径，可开发的核燃料资源所提供的裂变能、聚变能，可供人类大规模长时期的利用。核能具有独特的优越性，开发和利用新型的核能源是人类社会生存发展的必然趋势。近年来，大力发展核电是许多国家在研究本国能源现状和前景之后,所采取的一种比较普遍的基本政策。 1、核能简介 1.1核能的发现 核能的发现凝聚了众多科学家的智慧和汗水。1932年，英国物理学家查德威克发现了中子，为人类提供了打开核能利用大门的一把钥匙，1939 年，费米利用中子轰击铀发现反应能产生中等重量的元素，居里夫人的女儿伊伦·居里进行了类似的研究，但得到了不同的反应产物。德国科学家哈恩重复他们的实验，证实中子轰击铀能产生重量为铀一半的元素，并确定它是钡，他的进一步工作证实了伊伦·居里实验的产物是镧。接着，流亡瑞典的奥地利女科学家迈特纳提出了铀核裂变的概念,并指出裂变能放出能量。为了能持续地放出核能,匈牙利物理学家西拉德最先考虑了链式反应发生的可能性。1939 年约里奥·居里夫妇等人，通过实验发现一个铀核(U - 235)裂变会释放出2—3个中子,用实验证实了链式反应的可能性。1941年12月到1942年12月,费米领导一批物理学家在芝加哥大学斯塔克运动场的西看台下，成功地建造了世界上第一座原子核反应堆，发出了200W的电，解决了受控自持链式反应的众多技术问题，这标志着核能和平利用