2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章原子結(jié)構(gòu)原子核課時(shí)2原子核學(xué)案新人教版

PAGE12-課時(shí)2原子核一、原子核的組成1.原子核由質(zhì)子和中子組成,兩者統(tǒng)稱(chēng)為核子。2.原子核常用表示,X為元素符號(hào),上角標(biāo)A表示核的質(zhì)量數(shù),下角標(biāo)Z表示核的電荷數(shù)(即原子序數(shù))。3.同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核,在元素周期表中處于同一位置。二、自然放射現(xiàn)象1.自然放射現(xiàn)象:某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱(chēng)為自然放射現(xiàn)象,這些元素稱(chēng)為放射性元素。2.三種射線的本質(zhì):α射線是氦核,β射線是電子,γ射線是光子。三、原子核的衰變和放射性同位素的應(yīng)用1.衰變:原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變更?？煞譃棣了プ儭ⅵ滤プ?并伴隨著γ射線放出。2.半衰期:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所須要的時(shí)間。3.放射性同位素的應(yīng)用(1)利用射線:放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等。(2)作示蹤原子。四、核反應(yīng)、核力與核能1.核反應(yīng)規(guī)律:在核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒。2.核力(1)概念:組成原子核的核子之間存在的作用力。(2)核力特點(diǎn)①核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn),在它的作用范圍內(nèi),核力比庫(kù)侖力大得多。②核力是短程力,作用范圍在1.5×10-15m③每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱(chēng)為核力的飽和性。3.質(zhì)量虧損(1)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程:E=mc2。(2)質(zhì)量虧損:原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象。4.結(jié)合能:克服核力束縛,使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)須要的能量,或若干個(gè)核子在核力作用下結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量。五、核裂變和核聚變1.重核裂變(1)定義:使重核分裂成幾個(gè)質(zhì)量較小的原子核的核反應(yīng)。(2)鈾核裂變:用中子轟擊鈾核時(shí),鈾核發(fā)生裂變,一種典型的反應(yīng)是生成鋇和氪,同時(shí)放出三個(gè)中子,核反應(yīng)方程為+→++3。(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):由重核裂變產(chǎn)生中子使裂變反應(yīng)一代接一代接著下去的過(guò)程叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。(4)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件:①要有足夠濃度的鈾235;②鈾塊體積需大于臨界體積,或鈾塊質(zhì)量大于臨界質(zhì)量。2.輕核聚變(1)定義:兩個(gè)輕核結(jié)合成較重的核,這樣的核反應(yīng)叫聚變。(2)聚變發(fā)生的條件:使物體達(dá)到幾百萬(wàn)度的高溫?？键c(diǎn)一自然放射現(xiàn)象、原子核的組成1.自然放射現(xiàn)象自然放射現(xiàn)象是元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象,首先由貝可勒爾發(fā)覺(jué)。自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺(jué),說(shuō)明原子核具有困難的結(jié)構(gòu)。2.三種射線的比較種類(lèi)α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流高頻電磁波帶電荷量2e-e0符號(hào)γ質(zhì)量4mp(mp=1.67×10-27kg靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.99cc(光速)在電磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本事最弱,用紙能攔住較強(qiáng),穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng),穿透幾厘米的鉛板電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長(zhǎng)、曲折最長(zhǎng)[典例1](多選)關(guān)于自然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A.全部元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D.α,β和γ三種射線中,γ射線的穿透實(shí)力最強(qiáng)解析:自然界中絕大部分元素沒(méi)有放射現(xiàn)象而不發(fā)生衰變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān),與溫度、是單質(zhì)還是化合物無(wú)關(guān),選項(xiàng)B,C正確;α,β和γ三種射線電離實(shí)力依次減弱,穿透實(shí)力依次增加,選項(xiàng)D正確。答案:BCD變式1:如圖,放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α,β,γ三種射線,分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說(shuō)法正確的是(C)A.①表示γ射線,③表示α射線B.②表示β射線,③表示α射線C.④表示α射線,⑤表示γ射線D.⑤表示β射線,⑥表示α射線解析:γ射線光子流,不帶電,故在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中均不受力,即為②⑤,α射線是氦核流,帶正電,在電場(chǎng)中的受力方向與電場(chǎng)方向一樣,③為α射線,在磁場(chǎng)中依據(jù)左手定則可以推斷④為α射線,β射線是電子流,在電場(chǎng)中與電場(chǎng)方向相反,①帶負(fù)電,在磁場(chǎng)中依據(jù)左手定則,⑥帶負(fù)電?？键c(diǎn)二原子核的衰變、半衰期1.原子核衰變規(guī)律衰變類(lèi)型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠獭?→+衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2+2→→+衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒2.對(duì)半衰期的理解(1)依據(jù)半衰期的概念,可總結(jié)出公式N余=N原()t/τ,m余=m原()t/τ式中N原,m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余,m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時(shí)間,τ表示半衰期。(2)影響因素:放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素確定的,跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)。(3)半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別或少數(shù)原子核,無(wú)半衰期可言。[典例2]碘131的半衰期約為8天,若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131,經(jīng)過(guò)32天后,該藥物中碘131的含量大約還有()A. B. C. D.解析:半衰期為8天,32天為4個(gè)半衰期,m()4=,故C正確。答案:C變式2:曾任美國(guó)總統(tǒng)的老布什曾讓醫(yī)生們虛驚了一場(chǎng),那是在訪日宴會(huì)上突然昏厥,美國(guó)政府連忙將他送回國(guó),醫(yī)生用123I進(jìn)行診斷,通過(guò)體外跟蹤,快速查出了病因。123I的特性是(C)A.半衰期長(zhǎng),并快速?gòu)捏w內(nèi)清除B.半衰期長(zhǎng),并緩慢從體內(nèi)清除C.半衰期短,并快速?gòu)捏w內(nèi)清除D.半衰期短,并緩慢從體內(nèi)清除解析:利用放射性同位素123I放出的γ射線,穿透本事比α,β射線強(qiáng)。123I的半衰期較短,可以快速?gòu)捏w內(nèi)消逝,不至于因長(zhǎng)時(shí)間輻射而對(duì)身體造成損害,故C正確?？键c(diǎn)三探測(cè)射線的方法、放射性的應(yīng)用與防護(hù)1.探測(cè)射線的方法:肉眼看不見(jiàn)射線,但利用射線的相關(guān)效應(yīng),可以探測(cè)射線。射線的效應(yīng)有:(1)使氣體或液體電離;(2)使照相乳膠感光;(3)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。探測(cè)射線的常用儀器有:威耳遜云室、氣泡室、蓋革—米勒計(jì)數(shù)器。2.放射性的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性同位素的應(yīng)用:利用射線的穿透本事,醫(yī)療方面的放射治療,植物種子的變異等。(2)放射性的防護(hù):過(guò)量的射線對(duì)人體組織有破壞作用,運(yùn)用放射性物質(zhì)時(shí),必需嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,留意人身平安,并且要防止放射性物質(zhì)對(duì)空氣、水源、用具等的污染。[典例3](多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動(dòng)結(jié)束后,14A.該古木的年頭距今約5700年B.12C,13CC.14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出D.增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C解析:古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代樣品的二分之一,說(shuō)明該古木恰好經(jīng)驗(yàn)了一個(gè)半衰期的時(shí)間,故A正確;12C,13C,14C具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù),故B錯(cuò)誤;14C的衰變方程為C→答案:AC變式3:如圖中曲線a,b,c,d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡,氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面對(duì)里。以下推斷可能正確的是(D)A.a,b為β粒子的徑跡 B.a,b為γ粒子的徑跡C.c,d為α粒子的徑跡 D.c,d為β粒子的徑跡解析:由左手定則可知,a,b為帶正電的粒子的徑跡,c,d為帶負(fù)電的粒子的徑跡,又因?yàn)棣亮Ｗ訋д?β粒子帶負(fù)電,γ粒子不帶電,所以D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)四核裂變、核聚變核能釋放的途徑——裂變和聚變(1)重核裂變:例如+→++3①鏈?zhǔn)椒磻?yīng):在裂變反應(yīng)中用產(chǎn)生的中子,再被其他鈾核浮獲使反應(yīng)接著下去。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件:裂變物質(zhì)的體積大于其臨界體積。②一個(gè)裂變時(shí)釋放的能量約200MeV。1kg全部裂變放出的能量相當(dāng)于2800噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的能量。(2)輕核聚變:例如+→++17.6MeV①一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)(同時(shí)放出一個(gè)中子),釋放出17.6MeV的能量,平均每個(gè)核子放出3MeV以上的能量。比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大3～4倍。②聚變反應(yīng)的條件:幾百萬(wàn)開(kāi)爾文的高溫。[典例4]關(guān)于核反應(yīng)方程+→+X,以下說(shuō)法中正確的是()A.X是,該核反應(yīng)屬于聚變反應(yīng)B.X是,該核反應(yīng)屬于裂變反應(yīng)C.X是,該反應(yīng)中的核燃料是當(dāng)前核電站采納的核燃料D.X是,該反應(yīng)中的核燃料是當(dāng)前核電站采納的核燃料解析:核反應(yīng)方程滿(mǎn)意電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,X是,該核反應(yīng)屬于輕核聚變反應(yīng),并不是當(dāng)前核電站的發(fā)電原理,該反應(yīng)中的核燃料也不是當(dāng)前核電站采納的核燃料。答案:A變式4:(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來(lái)源,其一種裂變反應(yīng)式是+→++3。下列說(shuō)法正確的有(AC)A.上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B.鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無(wú)影響C.鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工限制D.鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響解析:裂變反應(yīng)式中的為中子,鈾塊體積大于臨界體積,才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),且鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可控的,選項(xiàng)A,C正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期不受外界壓強(qiáng)、溫度的影響,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)五核力、結(jié)合能、愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程1.獲得核能的途徑(1)重核裂變:某些重核分裂成中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過(guò)程,同時(shí)釋放大量的核能。要使發(fā)生裂變時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)地輸出能量,放射物的體積應(yīng)大于它的臨界體積。重核的裂變:如+→++10應(yīng)用:原子彈、核反應(yīng)堆。(2)輕核聚變:某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過(guò)程,同時(shí)釋放出大量的核能,要想使氘核和氚核結(jié)合成氦核,必需達(dá)到幾百萬(wàn)度以上的高溫,因此聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)。輕核的聚變:如+→+。應(yīng)用:氫彈、可控?zé)岷朔磻?yīng)。2.核能的計(jì)算方法(1)依據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程列式計(jì)算:即ΔE=Δmc2(Δm的單位:kg)。(2)依據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏能量,則ΔE=Δm×931.5MeV(Δm的單位:u,1u=1.6606×10-27kg(3)核反應(yīng)遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律,因此我們可以結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律來(lái)計(jì)算核能。(1)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念。核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)都守恒,但核反應(yīng)中依舊有質(zhì)量虧損。(2)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損,并不是這部分質(zhì)量消逝或質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量;質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的削減,核反應(yīng)中核子的個(gè)數(shù)是不變的。[典例5]太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子()聚變?yōu)?個(gè)氦核()的熱核反應(yīng),核反應(yīng)方程是4→+2X,這個(gè)核反應(yīng)釋放出大量核能。已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1,m2,m3,真空中的光速為c。下列說(shuō)法中正確的是()A.方程中的X表示中子()B.方程中的X表示電子()C.這個(gè)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm=4m1-m2D.這個(gè)核反應(yīng)中釋放的核能ΔE=(4m1-m2-2m3)c解析:X表示正電子,故A,B錯(cuò)誤;質(zhì)量虧損Δm=4m1-m2-2m3,故C錯(cuò)誤;釋放的核能為ΔE=Δmc2=(4m1-m2-2m3)c答案:D變式5:(多選)我國(guó)核聚變反應(yīng)探討大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”2024年獲得重大突破,等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億攝氏度,為人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說(shuō)法正確的是(AD)A.核聚變比核裂變更為平安、清潔B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,總質(zhì)量較聚變前增加D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,核子的比結(jié)合能增加解析:核聚變沒(méi)有放射性污染,平安、清潔,故A正確;只有原子序數(shù)小的“輕”核才能發(fā)生聚變,故B錯(cuò)誤;輕核聚變成質(zhì)量較大的原子核、比結(jié)合能增加,總質(zhì)量減小,故C錯(cuò)誤,D正確?？键c(diǎn)六核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類(lèi)型類(lèi)型可控性核反應(yīng)方程典例衰變?chǔ)了プ冏园l(fā)→+β衰變自發(fā)→+人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯は拗?→+(盧瑟福發(fā)覺(jué)質(zhì)子)+→+(查德威克發(fā)覺(jué)中子)+→+(約里奧—居里夫婦發(fā)覺(jué)放射性同位素)→+重核裂變比較簡(jiǎn)單進(jìn)行人工限制+→++3+→++10輕核聚變正在逐步實(shí)現(xiàn)人工限制+→+[典例6](多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程,表述正確的有()A.+→+是核聚變反應(yīng)B.+→+是β衰變C.+→++3是核裂變反應(yīng)D.+→++2是α衰變解析:β衰變時(shí)釋放出電子(),α衰變時(shí)釋放出氦原子核(),可知選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤;選項(xiàng)A中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng);選項(xiàng)C中一個(gè)鈾235原子核汲取一個(gè)中子,生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子是核裂變反應(yīng),A,C正確。答案:AC變式6:(多選)自然放射性元素(釷)經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變之后,變成(鉛)。下列說(shuō)法中正確的是(AB)A.衰變過(guò)程共有6次α衰變和4次β衰變B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.β衰變所放出的電子來(lái)自原子核外軌道D.釷核比鉛核多24個(gè)中子解析:由于β衰變不會(huì)引起質(zhì)量數(shù)的削減,故可先依據(jù)質(zhì)量數(shù)的削減確定α衰變的次數(shù)為x==6,再結(jié)合核電荷數(shù)的變更狀況和衰變規(guī)律來(lái)判定β衰變的次數(shù)應(yīng)滿(mǎn)意2x-y=90-82=8?y=2x-8=4。釷232核中的中子數(shù)為232-90=142,鉛208核中的中子數(shù)為208-82=126,所以釷核比鉛核多16個(gè)中子,鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子。由于物質(zhì)的衰變與元素的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以β衰變所放出的電子來(lái)自原子核內(nèi)→+,所以選項(xiàng)A,B正確。1.(自然放射現(xiàn)象,原子核的組成)關(guān)于自然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是(D)A.α射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生B.β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生C.γ射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能變更物質(zhì)的放射性解析:放射線是從原子核中釋放出來(lái)的,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)并不能變更物質(zhì)的放射性。2.(原子核的衰變、半衰期)核電站泄漏的污染物中含有碘131和銫137。碘131的半衰期約為8天,會(huì)釋放β射線;銫137是銫133的同位素,半衰期約為30年,發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射γ射線。下列說(shuō)法正確的是(D)A.碘131釋放的β射線由氦核組成B.銫137衰變時(shí)輻射出的γ光子能量小于可見(jiàn)光光子能量C.與銫137相比,碘131衰變更慢D.銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)解析:β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流,不是氦原子核,A錯(cuò)誤;γ射線的頻率大于可見(jiàn)光的頻率,依據(jù)E=hν可知,γ射線光子能量大于可見(jiàn)光光子能量,B錯(cuò)誤;半衰期越短,衰變?cè)娇?C錯(cuò)誤;銫133和銫137都是銫元素,是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素,所以D正確。3.(探測(cè)射線的方法,射線的應(yīng)用與防護(hù))醫(yī)學(xué)界通過(guò)14C標(biāo)記的C60發(fā)覺(jué)一種C60的羧酸衍生物,在特定條件下可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖,則14A.示蹤原子 B.電離作用C.催化作用 D.貫穿作用解析:用14C標(biāo)記C60來(lái)查明元素的行蹤,發(fā)覺(jué)可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖,因此144.(核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類(lèi)型)完成下列空格。(1)表示放射性元素碘131(I)的β衰變方程是。

A.I→Sb+ B.I→Xe+C.I→I+ D.I→Te+(2)現(xiàn)有四個(gè)核反應(yīng):A.+→+ B.+→X++3C.Na→Mg+ D.+Be→C+①是發(fā)覺(jué)中子的核反應(yīng)方程,是探討原子彈的基本核反應(yīng)方程,是探討氫彈的基本核反應(yīng)方程。

②B中X的質(zhì)量數(shù)為,中子數(shù)為。

解析:(1)碘(I)的原子核內(nèi)一個(gè)中子放出一個(gè)電子,變成一個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)沒(méi)有發(fā)生變更,核電荷數(shù)增加1,所以生成54號(hào)元素Xe,放出一個(gè)電子,B選項(xiàng)正確。解析:(2)①人工轉(zhuǎn)變方程的特點(diǎn)是箭頭的左邊是氦核與常見(jiàn)元素的原子核。箭頭的右邊也是常見(jiàn)元素的原子核。D是查德威克發(fā)覺(jué)中子的核反應(yīng)方程,B是裂變反應(yīng),是探討原子彈的核反應(yīng)方程。A是聚變反應(yīng),是探討氫彈的核反應(yīng)方程。②由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定,X質(zhì)量數(shù)為144,電荷數(shù)為56,所以中子數(shù)為144-56=88。答案:(1)B(2)①DBA②144885.(愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程)假設(shè)兩個(gè)氘核在始終線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子,已知氘核的質(zhì)量是2.0136u,中子的質(zhì)量是1.0087u,氦核同位素的質(zhì)量是3.0150u。(1)聚變的核反應(yīng)方程式是,在聚變核反應(yīng)中釋放出的能量為MeV(保留兩位有效數(shù)字)。

(2)若氚核和氦核發(fā)生聚變生成鋰核,反應(yīng)方程式為+→Li,已知各核子比結(jié)合能分別為EH=1.112MeV,EHe=7.075MeV,ELi=5.603MeV,試求此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能。解析:(1)依據(jù)題中條件,可知核反應(yīng)方程式為+→+。核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損Δm=2mD-(mHe+mn)=2×2.0136u-(3.0150+1.0087)u=3.5×10-3u。由于1u的質(zhì)量與931.5MeV的能量相對(duì)應(yīng),所以氘核聚變時(shí)放出的能量ΔE=3.5×10-3×931.5MeV≈3.3MeV。解析:(2)和分解成7個(gè)核子所需的能量為E1=3×1.112MeV+4×7.075MeV=31.636MeV7個(gè)核子結(jié)合成Li,釋放的能量為E2=7×5.603MeV=39.221MeV所以此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為ΔE=E2-E1=39.221MeV-31.636MeV=7.585MeV。答案:(1)+→+3.3答案:(2)7.585MeV1.(2024·浙江11月選考,15)(多選)一個(gè)鈹原子核(Be)俘獲一個(gè)核外電子(通常是最靠近原子核的K層的電子)后發(fā)生衰變,生成一個(gè)鋰核(Li),并放出一個(gè)不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe,人們把這種衰變稱(chēng)為“K俘獲”。靜止的鈹核發(fā)生了“K俘獲”,其核反應(yīng)方程為Be+→Li+νe,已知鈹原子的質(zhì)量為MBe=7.016929u,鋰原子的質(zhì)量為MLi=7.016004u,1u相當(dāng)于9.31×102MeV。下列說(shuō)法正確的是(AC)A.中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零B.鋰核(Li)獲得的動(dòng)能約為0.86MeVC.中微子與鋰核(Li)的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量D.中微子與鋰核(Li)的能量之和等于反應(yīng)前電子的能量解析:中微子是不帶電的,且質(zhì)量接近于零,依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零,A正確;Li核獲得的動(dòng)能約為核衰變時(shí)的質(zhì)量虧損放出的能量E=9.31×102(MBe+Me-MLi)>0.86MeV,B錯(cuò)誤;依據(jù)動(dòng)量守恒定律可知中微子與鋰核(Li)的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量,C正確;依據(jù)能量守恒定律可知中微子