專題三核能的計算

1、第十九章i事窟號逗II期諛圃酪g射線*氮極流.穿透能力，閆匈本領(lǐng) 天然放射現(xiàn)康,三種射線日射線,高速電子流,產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的核反應(yīng)方程為'y射線才伴偌c衰變和R衰變而產(chǎn)生原子核結(jié)蛆成貴子日且）中子砧rD意義'原子情ft發(fā)地放出某種粒子而帙變?yōu)樾潞斯ぷ魉プ儾籜-+?Hf衰變法則百-nIf 衰變 Jx- +-je原T核為裒篁1規(guī)律,衰變過程遵守守恒、守恒、守恒;釋放芯能量以放出校子和反沖核的動能及丫光于能盤:伴廂了丑變時）的形式表現(xiàn)出來半衰期:原子核有發(fā)生衰變需要的時間,它由核決定，原子核一艘與物理、淳性質(zhì)探測射線的方法工戒耳遜云室、氣泡室、蓋上米勒訐數(shù)器質(zhì)子為發(fā)現(xiàn)+jh人工特變4金子的

2、發(fā)現(xiàn)4日2十另日g0-Itl1正由子的發(fā)現(xiàn)用Al + ： HL收3口瞿F 一葉5"十卜核力,短程力.只與核子發(fā)生作用 比結(jié)合能（平均結(jié)合能）*比結(jié)合能越:表示原子修中核子._ I結(jié)合得越牢固，原子整越穩(wěn)定礴反應(yīng)與技能愛因斯坦慢能方程：E-鵬，或占巳一重核的裂變工噴U + b+噴區(qū)*Kt卜舊.輕礁的聚變4H4iH-WHg + 0 苞子的分類是,強(qiáng)子、輕子，媒介子粒子與宇由包樸神互也用是1£D_.、強(qiáng)相互作用、弱相互作用宇宙大爆炸理的答案最弱 最強(qiáng)0n -1H+ 0ieA14Y zaiY 電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)動量 大量 半數(shù) ？本身 ？無關(guān) ？ 178O ? 12C ? 35P ?相鄰

3、 ？大 ？ Amc2 ？ 30n ？ 0n 21萬有引力 22電磁力居圈喝細(xì)專題一原子核的三種衰變和三種放射性射線1 .原子核的三種衰變（1）a衰變是原子核放出兩個質(zhì)子和兩個中子的結(jié)合體，B衰變是原子核內(nèi)的一個中 子變成一個質(zhì)子時發(fā)生的。B +衰變是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中子時產(chǎn)生的丫射線是在 發(fā)生a衰變、B衰變和B +衰變時，產(chǎn)生的新核由較高能量狀態(tài)向較低能量狀態(tài)躍遷時發(fā)生的。 （2）不論發(fā)生哪種衰變，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)是守恒的。2 .三種放射性射線三種射線是指a射線、B射線和丫射線，三種射線的實(shí)質(zhì)和特性如下表所示粒子特性a射線2He（正電）穿透本領(lǐng)?。諝庵猩涑讨挥袔桌迕祝婋x本

4、領(lǐng)強(qiáng)， 速度為而B射線01e（負(fù)電）穿透本領(lǐng)大（能穿透幾毫米厚的鋁板），電離作用較 弱，速度為90丫射線高能光子（中性）穿透本領(lǐng)很大（能穿透幾厘米厚的鉛板），電離作用 很小3.半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間。1 n .1 n計算公式：N = No 2 或m=m0,其中n= , p為半衰期。 T例1在核電站泄漏的污染物中含有131 I和137 Cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰 變產(chǎn)生對人體有危害的輻射。在下列四個式子中，有兩個能分別反映131 I和137 Cs的衰變過程，它們分別是?口（填入正確選項(xiàng)前的字母）。131I和137 Cs原子核中的中子數(shù) 分別是? 口。A. X

5、11537Ba + inB. X2-1卯Xe+ 0 1eC. X3 1537Ba+ 0 1eD. X4 131Xe+1p解析根據(jù)衰變過程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X2為1劉I,X3為1537 Cs,中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去核電荷數(shù)，分別為 131 53= 78和13755=82。答案B C 78 82方法總結(jié)確定衰變次數(shù)的方法(1)AX-AY+n2He + m 0-ie根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得A = A'+4nZ = Z'+2n m二式聯(lián)立求解得a衰變次數(shù)n和B衰變次數(shù)m(2)根據(jù)a衰變和B衰變實(shí)質(zhì)(B衰變質(zhì)量數(shù)不變)直接求解專題二典型核反應(yīng)方程的區(qū)分1.四類核反應(yīng)方程的比較名

6、稱核反應(yīng)方程時間其他衰父a衰父2938U> 234Th+2He1896 年貝可勒爾6衰艾234Th> 234Pa+ 0 1e裂變贊U + 0n- 30Sr+136Xe+100n + 141 MeV1938 年原子彈原理聚變2H + ?H>4He+0 n +17.6 MeVX氫彈原理人工轉(zhuǎn)變正電子23Al+4He-35P+0n35P > 14Si + +1e1934 年約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)質(zhì)子VN + 2He-> Mo+1h1919 年盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子4Be+ 4He 一眈十 M1932 年查德威克2.解題時注意事項(xiàng)(1)熟記一些粒子的符號：a粒子(4He)、質(zhì)子(1

7、H或p)、中子(力)、電子(0ie)、笊核(2H)、 篩:核(1H)(2)注意在核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的；在解有關(guān)力學(xué)綜合問題時，還有動 量守恒和能量守恒。例2 (2016全國卷II )在下列描述的核過程的方程中，屬于a衰變的是 ,屬于 B衰變的是,屬于裂變的是,屬于聚變的是 P (填正確答案標(biāo)號)A. i6c> >7n + 0 ieB.15P->36S+ 0 ieC.238U-234Th+4HeD.VN + 4He-> 17O + 1HE.235U + 0n> 154Xe+ 98Sr+ 21nF.1H +2H->4He + 1n解析原子核發(fā)生a

8、衰變會產(chǎn)生一個新核和4He,所以選項(xiàng)C是a衰變；原子核發(fā)生B衰變會產(chǎn)生一個新核和0ie。所以A、B選項(xiàng)為B衰變；重核被轟擊后，發(fā)生裂變會產(chǎn)生幾個質(zhì)量差不多的新核，所以選項(xiàng) E 為裂變；兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)，為核聚變，所以選項(xiàng) F 為核聚變。答案 c A 、 B E F專題三 核能的計算1 利用質(zhì)能方程來計算核能(1)首先根據(jù)核反應(yīng)方程，計算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損Am o(2)再根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程 E = mc2或A E = A mc2計算核能,方程A E = A mc2中若A m 的單位用kg”、c的單位用 m/s”，則A E的單位為J”；若Am的單位用U”，可直接用質(zhì)量 與能量

9、的關(guān)系式1 u相當(dāng)于931.5 MeV推算A E,此時A E的單位為“兆電子伏(MeV) ”，即 原子質(zhì)量單位1 u 對應(yīng)的能量為 931.5 MeV 。2 利用平均結(jié)合能來計算核能原子核的結(jié)合能=核子的平均結(jié)合能X核子數(shù)，核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總 結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收 )的核能。3 利用能量守恒定律計算核反應(yīng)中如無光子輻射，核反應(yīng)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能和新粒子的動能。這種情況下的核能可由下列關(guān)系計算：反應(yīng)前總動能+反應(yīng)過程中釋放的核能=反應(yīng)后總動能。例3笊核和瓶核反應(yīng)時的核反應(yīng)方程為2H + 3H2He + 0n已知 31H 的比結(jié)合能是2.78 MeV ， 12H 的比結(jié)合能是1.09 MeV ， 24He 的比結(jié)合能是7.03MeV ，試計算核反應(yīng)時釋放的能量。 解析 反應(yīng)前氘核和氚核的總結(jié)合能Ei = (1