原子核-高考物理总复习-高考物理总复习讲义

第64讲 原子核

弱项清单,核反应方程的书写没有真正了解衰变的本质特征，核反应方程式书写错误，质

量亏损的方程ΔE ＝Δmc 2

写错，对核反应中吸能和放能不理解．

知识整合

一、天然放射现象

1．天然放射现象：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________．

2．三种射线的实质与对比

3.原子核的组成

(1)原子核：由________和________组成，质子和中子统称为________．

(2)核电荷数(Z)：等于核内____________，也等于核外____________，还等于元素周期表中的____________．

(3)核质量数(A)：等于核内的________，即________与________之和．

(4)原子核通常用A

Z X 表示．具有相同质子数和不同中子数的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称________．有放射性的称放射性________．

二、原子核的衰变

1．定义：原子核自发地放出某种粒子而转变为________的变化叫原子核的________． 2．分类

(1)α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋4

2He ，同时放出γ射线；

(2)β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋0

－1e ，同时放出γ射线． 3．半衰期

(1)定义：放射性元素的原子核________发生衰变需要的时间．

(2)半衰期的大小由放射性元素的________决定，跟原子所处的外部条件(如压强、温度等)和化学状态(如单质或化合物)无关．

三、放射性同位素及应用

1．放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．

2．做示踪原子．

四、核反应

用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．

典型核反应：

1．卢瑟福发现质子的核反应方程为：14 7N＋42He→17 8O＋11H.

2．查德威克发现中子的核反应方程为：94Be＋42He→12 6C＋10n.

3．约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：2713Al＋42He→3015P＋10n，3015P →3014Si＋01e.

常见的核反应有：________、________、________和________．

五、核力与结合能

1．核力和结合能

由于原子核中的核子间存在强大的核力，使得原子核成为一个坚固的集合体，要把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功，反之，要把核子集合成一个原子核，就要放出巨大的能量．

原子核是核子结合在一起的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能．原子核越大，结合能越________，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称________，也叫平均结合能．平均结合能越________，表示原子核子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定．

2．质能方程

(1)质能方程：________，m是物体的质量，c是真空中的光速．

上述表明：物体的质量和能量间有一定联系，即物体具有的能量与其质量成正比，当物体的能量增加或减小ΔE，它的质量也会相应地增加或减少Δm，ΔE与Δm的关系是________．

(2)质量亏损

核子结合成原子核时要释放能量，按上述关系，原子核的质量要________组成原子核的核子总质量，这个质量差异叫质量亏损．

3．获得核能的途径

(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量核的反应过程．重核裂变的同时放出几个________，并释放出大量核能．重核裂变时发生链式反应的最小体积叫临界体积．

(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘和氚核合成氦核，必须达到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫________．

方法技巧考点1 原子核和原子核的衰变

1．衰变规律及实质

(1)两种衰变的比较

衰变规律,电荷数守恒、质量数守恒 (2)γ射线：γ射线衰变规律经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．

2．原子核的人工转变

用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 3．确定衰变次数的方法

(1)设放射性元素X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素Y ，则表示该核

反应的方程为A Z X →A ，Z ，Y ＋n 42He ＋m 0

－1e

根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A ＝A′＋4n ，Z ＝Z′＋2n －m.

(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．

4．半衰期

(1)公式：N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t

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．

【典型例题1】 (17年徐连宿三模)一静止的铀核238

92U 发生α衰变后变为钍核Th ，放出的α粒子速度为0.1c(c 是光在真空中的速度)，不考虑相对论效应．

(1)试写出该衰变的核反应方程； (2)求钍核的速度大小．

1.(17年盐城三模)氡222经过α衰变变成钋218，t ＝0时氡的质量为m 0，

任意时刻氡的质量为m ，下列四幅图中周期的是( )

A

B