高三物理核反应和核能

核反应高三知识点核反应是高三物理学习中的重要知识点之一，它涉及到核能的释放和利用。

本文将从核反应的基本概念、核反应的种类、核反应的应用以及核能的前景等方面进行探讨。

一、核反应的基本概念核反应是指原子核之间发生的各种变化的过程。

原子核是由质子和中子组成的，而核反应是通过改变原子核的质子和中子的数量和排列方式来实现的。

核反应可以使原子核变得更加稳定，或者释放出大量的能量。

二、核反应的种类1. 裂变反应裂变反应是指重核的原子核分裂成两个或更多的轻核的反应。

这种反应通常伴随着大量的能量释放，是核反应中能量产生最为显著的方式之一。

裂变反应广泛应用于核能的产生和核武器的制造。

2. 聚变反应聚变反应是指两个轻核的原子核相互融合成为一个更重的原子核的反应。

在聚变反应中，通常伴随着巨大的能量释放，是太阳等恒星中能量产生的主要方式。

然而，目前聚变反应在地球上的应用还面临很大的挑战。

三、核反应的应用1. 核能发电核能发电是利用核反应释放的能量来产生电力的过程。

核能发电具有能源稳定、环境友好等优势，能够满足大规模电力需求。

然而，核能的开发利用需要高度的安全措施和严格的辐射监测，以确保公众的安全。

2. 放射性同位素应用核反应还可以用于生产放射性同位素，这些同位素在医学、工业和科研领域有着广泛的应用。

例如，放射性同位素可以用于癌症治疗、无损检测以及放射性示踪等方面。

3. 核武器制造核反应的裂变反应部分由于能够释放巨大的能量，被应用于核武器制造。

然而，核武器的使用会造成无法估量的人员伤亡和环境污染，因此国际社会普遍呼吁全面禁止核武器。

四、核能的前景核能作为一种清洁高效的能源形式，具有巨大的潜力。

当前，许多国家正在加大核能的研发和应用力度，致力于提高核能的安全性、减少核废料的产生以及推动聚变能的实现。

未来，核能有望成为替代传统化石能源的重要选择。

结语：核反应是高三物理学习中的重要知识点，涉及到核能的释放和利用。

通过了解核反应的基本概念、种类、应用以及核能的前景，我们可以更好地理解和应用核反应的知识。

物理高考核物理基本原理物理高考 - 核物理基本原理核物理基本原理是高考物理中的重要内容之一，它关乎着我们对于原子核结构、核反应以及核能的理解。

下面将为大家介绍核物理基本原理的相关知识。

一、原子核结构我们知道，原子由原子核和电子构成。

原子核是原子中的中心部分，它由质子和中子组成。

质子带正电荷，中子不带电荷。

原子核的质量主要由质子和中子的质量决定，而电子的质量可以忽略不计。

二、核反应核反应是指原子核中的质子和中子之间的相互作用过程。

核反应可分为核衰变、核裂变和核聚变等不同类型。

核衰变是指原子核自发地释放出粒子或射线，以使原子核的结构更加稳定。

核裂变是指重核（如铀）被中子轰击后产生裂变产物和释放大量能量的过程。

核聚变是指轻核（如氢、氦）在高温高压条件下融合成更重的核，产生巨大能量的过程。

三、核能核能是指核反应中释放的能量。

核能具有高能量密度和巨大的能量储存特点，是一种重要的清洁能源。

核能可以用于发电，被广泛应用于核电站中。

核电站通过核裂变反应产生的能量驱动发电机发电，为人们的生活和工业生产提供电力。

四、核辐射核反应过程中可能伴随着核辐射的释放。

核辐射主要有α粒子、β粒子和γ射线三种形式。

α粒子是双氢离子，具有正电荷，能量相对较低，容易被物质阻挡。

β粒子是高速电子，带负电荷，其穿透能力比α粒子强，但仍能被一定厚度的物质阻挡。

γ射线是电磁波，穿透能力最强，只有通过较厚的铅屏蔽才能有效阻挡。

五、辐射防护为了保护生命和健康，必须采取措施防护核辐射对人体的危害。

常用的辐射防护方法包括：增加距离，减少接触时间，使用合适的屏蔽材料。

当与放射性物质接触时，应佩戴适当的防护设备，防止辐射对人体造成伤害。

六、核物理在生活中的应用核物理的应用领域非常广泛。

除了核能发电，核物理还应用于核医学、碳测年、核磁共振等方面。

核医学利用核素在生物体内的放射性衰变特性，进行诊断、治疗等。

碳测年是利用碳14同位素的半衰期对古生物、古器物等的年代进行测定。

核物理学中的核能与核反应知识点总结核物理学是研究原子核及其内部结构、性质和相互作用的科学领域。

掌握核能与核反应的知识对于我们理解核物理学的基本原理和应用有着重要的意义。

本文将对核物理学中的核能与核反应的一些基本知识进行总结。

1. 原子核的结构和组成原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

质子和中子都是由夸克组成的基本粒子。

质子数和中子数共同决定了原子核的质量数。

原子核的直径非常小，通常在10^-14米量级。

2. 核能的定义与性质核能是指原子核内部存在的结合能，也就是核力的能量。

核结合能是使原子核稳定存在的能量，它是质子和中子通过核力相互结合而释放出的能量。

核结合能越大，原子核越稳定。

核能在核电站、核武器和核医学等方面有广泛的应用。

3. 核反应的基本概念核反应是指由于原子核发生变化而产生的转变过程。

核反应可以分为裂变和聚变两种类型。

裂变是指重核（如铀、钚）被中子轰击后分裂成两个或多个较轻的核片段的过程。

聚变是指两个轻核（如氢-1和氘）在高温高压条件下发生融合的过程。

4. 裂变反应的特点与应用裂变反应是指重核裂变为两个或多个轻核的过程。

裂变反应通常伴随着释放大量的能量和中子。

核反应堆中使用铀或钚等重核材料进行裂变反应，产生的能量被用于发电。

此外，裂变还是核武器的基础。

5. 聚变反应的特点与应用聚变反应是指轻核发生融合形成更重的核的过程。

聚变反应需要高温和高压的条件才能进行。

在太阳内部，聚变反应是主要的能源来源。

人造聚变反应目前仍面临着技术难题，但它有望成为未来清洁能源的重要途径。

6. 辐射与放射性衰变放射性衰变是指具有不稳定核的核素通过发射α粒子、β粒子或γ射线等方式逐渐转变为稳定核的过程。

放射性核素具有辐射性，可以通过测量射线的活度来判断物质的放射性强度。

核辐射对人体具有一定的伤害作用，因此在核能应用中需要严格控制辐射防护。

7. 核裂变链式反应核裂变链式反应是指一个裂变反应产生的中子引发下一个核裂变反应，并不断释放更多中子，使反应以指数形式迅速发展的过程。

15.3 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+42He 178O+11H 质子11H的发现方程卢瑟福9 4Be+42He 126C+1n 中子1n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=Δｍｃ23、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+1ｎ9038Ｓr+13654Ｘe+101ｎ4．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+31Ｈ42Ｈe+1ｎ5．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．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为νe＋3717Cl→3718Ar十 0－1e已知3717Cl核的质量为36.95658 u，3718Ar核的质量为36.95691 u， 0－1e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（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=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV=0.82MeV则电子中微子的最小能量为 E min =0.82MeV[点评] 应用爱因斯坦质能方程时，注意单位的使用。

高三物理学科中的核物理知识点总结与应用核物理是物理学的一个重要分支，涉及到原子核的结构与性质以及核反应等内容。

在高三物理学科中，核物理是一个重点且复杂的知识点。

本文将对高三物理学科中的核物理知识点进行总结，并探讨其在实际应用中的作用。

一、核物理知识点总结1. 原子核的结构与组成：原子核由质子和中子组成，其中质子带正电荷，中子不带电荷。

质子和中子的质量几乎相等，都远大于电子的质量。

2. 原子核的尺寸与密度：原子核的直径约为10^(-15)米，而整个原子的直径约为10^(-10)米，因此可以看出原子核的体积非常小，但是其密度却非常大，约为10^17 kg/m3。

3. 原子核的相对稳定性：原子核的稳定性与中子和质子的比例有关。

如果一个原子核的中子和质子的比例适合某个数值，该原子核通常是相对稳定的。

如果质子或中子的数量过多或过少，原子核就会不稳定，进而发生放射性衰变。

4. 放射性衰变：放射性衰变是指原子核自发地发射粒子或电磁辐射的过程。

主要有α衰变、β衰变和γ衰变三种形式。

其中α衰变是指原子核发射α粒子（由两个质子和两个中子组成），β衰变是指原子核发射β粒子（可以是电子或正电子），γ衰变是指原子核发射γ射线（高能量的电磁辐射）。

5. 核裂变与核聚变：核裂变是指重核（如铀235）被低能中子轰击后分裂成两个或更多轻核的过程，同时释放出大量能量和中子。

核聚变则是指轻核（如氢）在高温和高压下融合成重核的过程，也伴随着释放出巨大的能量。

二、核物理的应用核物理在现实生活中有着重要的应用价值，以下将列举一些常见的应用场景。

1. 核能的利用：核能是一种非常高效的能源形式。

核能反应不仅能够提供大量的电力，还可以用于驱动舰船和潜艇等核动力器械。

核能的利用不仅可以解决能源短缺问题，还可以减少对化石燃料的依赖，从而减少环境污染。

2. 放射性同位素的应用：许多放射性同位素具有特定的放射性衰变特性，可以应用于医学、工业和科学研究领域。

高考物理中的核能与核反应揭示核能的释放利用与安全问题核能与核反应是高考物理中的重要内容，它们揭示了核能的释放利用与安全问题。

本文将从核能的来源、核反应原理、核能的利用和核能的安全问题四个方面进行探讨。

一、核能的来源核能的来源主要包括两个方面：核裂变和核聚变。

核裂变是指重核（如铀-235）被中子轰击后，发生核分裂，产生能量和两个新的轻核的过程。

核聚变是指两个轻核（如氘和氚）在高温和高压条件下发生碰撞，合成一个更重的核的过程。

二、核反应原理核反应的原理是在核裂变和核聚变过程中，原子核发生改变，释放出巨大的能量。

在核裂变中，中子轰击重核之后，重核不稳定，因此发生核分裂，释放出能量和新的中子。

在核聚变中，轻核在高温和高压条件下发生碰撞，形成更重的核，同时也释放出能量。

三、核能的利用核能的利用主要体现在核电站的建设和核武器的制造两个方面。

1. 核电站的建设核电站利用核裂变的原理进行能源的生产。

在核电站中，通过控制中子释放和吸收的过程，实现核反应的稳定，从而产生高温和高压的蒸汽，驱动涡轮发电机发电。

相比传统的化石燃料电站，核电站不会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境污染较小，因此具有很大的潜力和重要性。

2. 核武器的制造核武器利用核裂变或核聚变的原理产生巨大的能量，并实现核链式反应，形成核爆炸。

核武器的制造和使用是一个极其严肃和敏感的问题，世界各国都在努力控制核扩散，维护全球核安全。

四、核能的安全问题核能的利用必须重视核能的安全问题。

核能的安全问题主要包括三个方面：放射性废物的处理、核泄漏的防范和核事故的应急响应。

1. 放射性废物的处理核能的利用会产生大量的放射性废物，这些废物需要妥善处理，以防止对环境和人类健康造成损害。

目前，常用的处理方法包括深埋、封存以及高温熔融等方式，以确保废物的安全存放和长期管理。

2. 核泄漏的防范在核电站运行和核设施建设中，必须严格控制放射性物质的泄漏，避免对周围环境造成污染。

高三原子核知识点总结原子核是物质世界中的基本组成部分，也是高中物理学中重要的知识点之一。

本文将针对高三原子核知识点进行总结和梳理，旨在帮助读者更好地理解和掌握这一内容。

一、结构组成原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

质子数目称为原子核的核电荷数，中子数目和质子数目之和称为原子核的质量数。

二、引力互斥力平衡原子核内部的质子之间存在着相互排斥的库仑力作用，如果没有其他力的干扰，质子会相互排斥而发生解体。

然而，质子和中子之间有着强相互作用力，称为核力，这种力能够克服库仑力而保持原子核的稳定。

三、核反应与核能核反应是指原子核发生变化的过程，可以是核衰变、核裂变或核聚变。

核反应释放出的能量称为核能，是一种极为巨大的能量。

1. 核衰变：某个原子核自发地放射出一个或多个粒子，转变成其他元素的原子核。

常见的类型有α衰变、β衰变和γ衰变。

2. 核裂变：重核（如铀、钚等）受到一定条件下的中子轰击后发生裂变。

裂变会释放出巨大的能量和更多的中子，引发连锁反应，是原子弹和核电站的基础。

3. 核聚变：轻核（如氢、氦等）在极高温度和压力下相互融合，生成较重的原子核。

聚变是太阳和恒星内部的能量来源，也是未来核聚变电站的目标。

四、放射性核素与半衰期放射性核素是指具有放射性的原子核，它们不稳定并会通过核衰变释放出射线。

放射性核素可以用半衰期来描述其放射性衰变的速率，半衰期是指放射性物质衰变到其初始数量的一半所需的时间。

五、原子核能级与能带结构原子核中存在着不同的能级，每个能级可以容纳不同数量的质子或中子。

原子核的能带结构和电子的能带结构有所不同，原子核是由奇数或偶数个质子或中子填充能级而成的。

六、高能物理与粒子加速器高能物理研究是研究微观世界最基本粒子的性质和相互作用的学科，粒子加速器是进行高能物理实验的重要工具。

粒子加速器通过对带电粒子进行加速，使其具备极高的能量，然后观察和研究粒子之间的相互作用。

七、核能利用与安全核能具有巨大的潜力和广泛的应用领域，核电站、核医学和核武器等都是核能利用的范畴。

高考物理科普核能与核反应堆高考物理科普：核能与核反应堆核能与核反应堆是高考物理中重要的考点，也是热门话题之一。

本文将从核能的定义、核反应堆的结构与原理、核能的利与弊等方面进行科普介绍，帮助考生全面了解核能与核反应堆。

一、核能的定义及特点核能是指在核反应中释放出的能量。

它具有以下特点：1. 高能量密度：核能是化学能的百万倍以上，能量密度远远高于其他能源形式，因此核能在工业和航天领域有着广泛的应用。

2. 稳定性：核能源稳定可靠，燃料储备量大，可以满足长期能源需求。

3. 低排放：与燃烧化石燃料相比，核能几乎不产生二氧化碳等温室气体，对环境污染更少。

二、核反应堆的结构与原理核反应堆是利用核裂变或核聚变释放出的能量来产生热能的装置。

核反应堆由以下主要部分组成：1. 燃料棒：核反应堆中的燃料棒一般采用铀或钚等放射性物质，这些物质在裂变时会释放出大量能量。

2. 反应堆堆芯：核反应堆中的反应堆堆芯包含了大量的燃料棒，通过合理的布局和结构设计，能够实现核反应链式裂变反应。

3. 冷却剂：核反应堆中的冷却剂主要用来稀释中子、控制核反应速率和带走反应堆产生的热能。

4. 减速剂：减速剂通常使用轻水、重水或者石墨等物质，能够减缓中子的速度，提高中子与核反应物质的作用概率。

核反应堆的原理分为两种：核裂变和核聚变。

核裂变是指重核的原子核在被激发后分裂成两个或多个较为稳定的核，并释放出大量能量。

常见的核裂变反应是铀的裂变，产生的核裂变产物主要是释放出的能量和中子。

核聚变是将轻核的原子核融合成较重的核，释放出巨大的能量。

常见的核聚变反应是氢的聚变，产生的核聚变产物主要是释放出的能量和中子。

三、核能的利与弊核能作为一种重要的能源形式，具有一系列的利与弊。

利：1. 高效能源：核能能够在较小的体积内释放出巨大的能量，相比传统能源更加高效。

2. 减少温室气体排放：核能几乎不产生二氧化碳等温室气体，可以有效减少对全球气候变暖的影响。

3. 燃料储备丰富：核燃料储备丰富，可以满足长期能源需求。

物理学中的核反应与核能核反应是指原子核之间或原子核与其他粒子之间发生的相互作用，从而导致核发生变化的过程。

而核能则是由核反应释放出的能量。

核能在现代社会中具有重要的应用价值，既是可再生能源的一种形式，也是国内外能源战略的重要组成部分。

一、核反应的基本概念与分类核反应是指核能级别变化过程中，原子核之间或原子核与其他粒子之间发生的相互作用。

根据核反应的参与粒子数可将核反应分为以下几种类型：单核子反应、双核子反应和多核子反应。

1. 单核子反应单核子反应是指只有一个原子核参与的反应过程，通常指的是入射粒子对目标核进行打击或俘获的过程。

其中最典型的就是放射性衰变，如α衰变、β衰变等。

2. 双核子反应双核子反应是指两个原子核相互作用的过程，包括轻核反应和重核反应。

轻核反应通常指的是氢同位素之间的相互作用，如聚变反应。

而重核反应则通常指的是放射性核素的裂变反应。

3. 多核子反应多核子反应是指三个以上的原子核之间或原子核与粒子之间发生的相互作用，通常包括高能核子与核物质的碰撞反应，如核子-瞬子散射、核子-核子散射等。

二、核反应的能量转化核反应之所以引发人们的广泛兴趣，是因为核反应能够释放出大量的能量。

核反应的能量转化主要包括两个方面：静能转化和动能转化。

1. 静能转化静能转化是指核反应过程中，由于相应原子核之间的能级变化导致的静能差转化为能量的过程。

这种能量转化比较常见于裂变和聚变等反应中。

2. 动能转化动能转化是指核反应过程中，由于入射粒子和目标核之间的碰撞而引发的能量转化。

这种能量转化主要发生在高能核子与核物质的碰撞反应中，如核子-核子散射等。

三、核能的应用与前景核能作为一种清洁、高效的能源形式，在多个领域都有广泛的应用。

核能的应用主要集中在以下几个方面：1. 核能发电核能发电是核能应用的重要方向之一。

核反应中释放出的能量可以通过核反应堆转化为热能，然后再通过热能转换为电能。

核能发电具有稳定、高效、低碳排放的特点，可以为电网提供可靠的电力供应。

第五节核反应核能●本节教材分析在学生理解了天然放射现象的本质是某些元素的原子核自发地产生核转变，进而说明用人工控制的某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变，即原子核可以实现人工转变.在了解原子核自发和人工转变的基础上，介绍核反应的一般概念，并注意让学生了解核反应中质量数和电荷数守恒的规律.核能的教学中应注意“一定的质量m和一定的能量mc2相对应”的观点，还应让学生注意，原子核在变化时，其变化前后的总质量是不同的，这种质量差异对应的就是核反应中所吸收或放出的能量.还应注意向学生说明，原子核反应中的质量亏损并不破坏质量守恒定律，因为一定的质量和一定的能量相对应.另外，核能的计算中要注意单位的换算，如原子质量单位和千克的关系，焦耳和电子伏的关系.为了说明为什么有些核反应释放能量，有些核反应吸收能量，本教材没有采用以往学生较难理解的“结合能”的概念来讲解这部分内容，而是利用质量亏损的概念引入“核子平均质量”来讲解这部分内容.课本插图中的曲线实质与平均结合能曲线是一样的，但可能更利于学生理解.●教学目标一、知识目标1.知道原子核的人工转变及核反应的概念和规律.2.理解核能的概念，知道核反应中的质量亏损.3.知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系.二、能力目标会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能.三、德育目标认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义.●教学重点核能的概念.爱因斯坦的质能方程.●教学难点质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解.●教学方法本节以教师讲授为主，辅之以学生课堂练习.先从原子核的天然衰变引出原子核的人工转变，进而引入核反应的概念，总结出核反应遵从的规律；从核反应中的γ辐射引入核能的概念，再从核反应中的质量亏损引出爱因斯坦质能关系，最后说明在核反应中释放能量与质量亏损密切相关，给出公式ΔE＝mc2再通过学生的课堂练习加以巩固.●教学用具无特殊教具●课时安排1课时●教学过程一、引入新课［教师提问］放射性的本质是什么？［学生回答］原子核的天然衰变.［教师提问］那能否利用人工方法使原子核发生变化呢？［学生思考］…本节课就来研究原子核人工转变所产生的核反应以及所引起的能量变化——核能.二、新课教学（一）核反应［教师提问］如果要人工转变原子核，那用什么办法呢？［学生猜想］用类似于炮弹的东西去轰击它，看能否把它敲开.［教师点拨］原子核那么小，用什么作“炮弹”呢？［学生回答］只能用天然放射线中的微观粒子.［教师点拨］那α、β、γ粒子都可以作“炮弹”吗？［学生思考］…［教师点拨］尽管β、γ粒子的速度很大，但它们的质量很小，能量也较小，它们与原子核作用时一般不能引起原子核的转变，而α粒子由于质量和能量较大，它与原子核作用时很容易使原子核发生转变，因此通常用α粒子作为“炮弹”轰击原子核就可以使原子核实现人工转变.这个过程就是一种核反应.1.定义在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.2.原子核的人工转变（1）卢瑟福发现质子的核反应（1919年）147N+42He→178O+11H（质子）（2）查德威克发现中子的核反应（1932年）94Be+42He→126C+10n（中子）［教师点拨］在上面两个核反应中，反应前后反应物与生成物的核电荷数及质量数有什么关系？［学生回答］反应物与生成物的核电荷数及质量数总和不变，即守恒.3.核反应遵循的规律：质量数和电荷数都守恒［教师点拨］在核反应中虽然质量数守恒，但反应前后原子核的总质量并不守恒.科学家研究证明，氘核虽然由一个中子和一个质子组成，但氘核的质量并不等于一个中子和一个质子的质量之和，精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，只有在核反应中才能明显的表现出来.4.核反应的特点：存在质量亏损核反应前后原子核的质量之差叫做质量亏损（用Δm表示）［教师点拨］我们知道，在化学反应中往往要伴随吸热或放热，这引起分子或原子的能量发生变化，这种能量就是我们通常所说的化学能.在核反应中也伴随能量的变化，这种能量就是核能，它要比化学能巨大的多.例如：一个中子和一个质子结合成氘核时，要放出2.2 MeV的能量，这个能量以γ光子的形式辐射出去.而两个氢原子结合成氢分子释放的化学能只不过几个电子伏.（二）核能1.什么是核能？与核反应相联系的一种能量.2.核能的特点：（1）与原子核的变化相联系，只有在核反应中才能体现出来.（2）核能是非常巨大的.属于非常规能源.［教师点拨］在核反应中既伴随巨大能量的释放，又伴随一定的质量亏损，这说明质量与能量之间有某种联系，爱因斯坦的相对论回答了这个问题.3.爱因斯坦质能方程相对论指出，物体的能量（E）和质量（m）之间存在着密切的关系，即E＝mc2式中c为真空中的光速关于质能方程的理解：这个方程中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量.该方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比.由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的、质量为1 kg的物体所具有的能量为9×1016 J，这一能量相当于一个100万kW的发电厂三年的发电量.对此，爱因斯坦曾说过：“把任何惯性质量理解为能量的一种贮藏，看来要自然得多.”物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来？从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化ΔE与物体的质量变化Δm的关系：ΔE=Δmc2.4.核反应中由于质量亏损而释放的能量：ΔE=Δm c2［例题］计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量已知：1个质子的质量m p=1.007277 u，1个中子的质量m n=1.008665 u.组成氦核的这四个核子的总质量为4.031884 u，但氦核的质量为4.001509 u.这里u表示原子质量单位，1 u=1.660566×10-27 kg.由上述数值，可以求出氦核的质量亏损Δm=4.031884 u-4.001509 u=0.030375 u.在原子核物理学中，核子与核的质量通常都是用原子质量单位表示，而核能通常用兆电子伏表示.按质能方程可以求出1 u的质量亏损所释放的能量为931.5 MeV，所以，2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量为：ΔE=Δm c2＝0.030375×931.5 MeV =28.3 MeV.［练习］(由学生自己完成)：氘核的质量为 2.013553 u，由此计算一个中子和一个质子结合成氘核时释放的核能.解：m n=1.008665 u，m p=1.007277 u.中子和质子的质量和：2.015941 u.质量亏损Δm=2.015941 u-2.013553 u=0.002388 u.释放核能ΔE=Δmc2=0.002388×931.5 MeV =2.22 MeV.注意：核能的计算中要注意单位的换算，如原子质量单位和千克的关系，焦耳和电子伏的关系.三、小结原子核既可以天然衰变，也可以人工转变，使原子核发生变化的过程叫核反应.在核反应中存在质量亏损同时伴随巨大能量的释放.这是因为自然界中物体的质量和能量间存在着一定关系：E=mc2，可见物质世界贮藏着巨大能量.问题是，如何使贮藏的能量释放出来.人类以前利用的是燃料燃烧时释放的化学能.在发生化学反应时，是原子外层电子的得失.这种情况下，人类获取的能量可以说属于原子的“皮能”.在核反应时，可以产生较大一些的质量亏损，从而使人类获得了大得多的能量.这里的变化，属于原子核的变化，相应的能量称作原子核能.由前述二例可以看出，核反应中的质量亏损仍然是十分有限的.换句话说，即物体贮藏的能量是巨大的.迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分.如果，人类在探索中，能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量.四、布置作业练习三2、3、4五、板书设计（一）核反应1.定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.2.原子核的人工转变——用人工方法使原子核发生变化的过程.（1）卢瑟福发现质子的核反应（1919年）147N+42He →178O+11H （质子）（2）查德威克发现中子的核反应（1932年）94Be+42He →126C+10n （中子）3.核反应遵循的规律：质量数和电荷数都守恒.4.核反应的特点：质量亏损——核反应前后原子核的质量之差（用Δm 表示）（二）核能1.什么是核能？与核反应相联系的一种能量.2.核能的特点：（1）与原子核的变化相联系，只有在核反应中才能体现出来.（2）核能是非常巨大的，属于非常规能源.3.爱因斯坦质能方程E ＝mc 2式中 c 为真空中的光速4.核反应中由于质量亏损而释放的能量：ΔE =Δm c 2六、本节优化训练设计1.在下列4个核反应式中,x 表示中子的是哪些A.147N+42He →178O+xB.2713Al+42He →3015P+xC.21H+31H →42He+xD.23592U+x →9038Sr+13654Xe+1010n2.用中子轰击铝27,产生钠24和X;钠24具有放射性,它衰变后变成镁24,则这里的X 和钠的衰变分别是A.质子、α衰变B.电子、α衰变C.α粒子、β衰变D.正电子、β衰变3.下面说法正确的是A.α粒子轰击氮核,发现了中子B.α粒子轰击铍核,产生了高能质子,再轰击石蜡,释放出中子C.用α粒子轰击铍核,释放出的是中子D.中子是首先由查德威克于1919年命名的4.目前能够在实际上作为巨大能源的原子核能是A.重核裂变时放出的能量B.轻核聚变时放出的能量C.热核反应时放出的能量D.放射性元素放出的射线能量5.静止的氡核22286R n 放出α粒子后变成钋核21884PO ，α粒子动能为E α，若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中质量亏损为 A.2184·2cE α B.0 C.218222·2cE αD.222218·2c E 6.能释放原子能的核反应是A.重核分裂成中等质量的核B.核子结合成原子核C.反应前的总质量大于反应后的总质量D.原子核分解成核子7.完成下列核反应方程A.105B+42He →137N+________B.2713Al+________→2712Mg+11H;C.94Be+________→126C+10nD.147N+42He →178O+________.8.23892U 衰变成23492Th ，把静止的23892U 放在匀强磁场中，衰变后Th 核的速度方向与磁场方向垂直.生成的粒子动能为ΔE ，（1）写出衰变方程.（2）衰变后Th 核的轨道半径与粒子的轨道半径之比为多少？（3）衰变过程中放出的能量多大？参考答案：1.BCD 2.C 3.C 4.A 5.C 6.ABC 7.略8、（1）23892U →23490Th+42He （2）1∶45（3）119ΔE /117。

高考物理中的核能与核反应理解核能的释放与利用核能是指原子核中的能量，它是一种来源广泛、使用效益巨大的能源形式。

在高考物理考试中，核能与核反应是一个重要的考点，学生需要了解核能的释放与利用。

本文将从核能的释放过程、核能的利用方式以及利用核能所面临的挑战等方面进行论述。

一、核能的释放过程核能的释放是通过核反应来实现的。

核反应是指原子核的重排和重组过程，其中包括核裂变和核聚变两种方式。

核裂变是指原子核被轰击或吸收中子后，变为两个或多个较小的核片断的过程。

核裂变过程中，释放出大量的能量，并产生中子。

常见的核裂变反应有铀-235、钚-239等核素的裂变。

核裂变反应在核电站中得到了广泛应用，通过控制裂变反应的速度，可以实现连续的能量释放。

核聚变是指两个原子核相互碰撞并合并成为一个更重的原子核的过程。

核聚变反应通常涉及氢-2（重氢）和氢-3（氚）等核素，释放出更大的能量。

核聚变是太阳和恒星等天体能量的源泉，也是未来清洁能源发展的方向之一。

二、核能的利用方式核能的利用包括核能发电、核医学和核武器等多个领域。

核能发电是指利用核反应释放的能量产生电能。

目前，核能发电是全球主要的清洁能源之一。

核电站通过裂变反应产生热能，再将热能转化为电能。

核能发电具有能源高密度、低碳排放和稳定供应等优势，但也存在核废料处理、核安全等问题。

核医学是指利用放射性同位素进行医学诊断和治疗。

核医学在癌症治疗、心血管疾病诊断等方面发挥着重要作用。

放射性同位素的放射性衰变过程产生的γ射线和β粒子可用于影像学和疗效检测。

核武器是指利用核能释放的巨大能量进行破坏的武器。

核武器是人类历史上最具毁灭力的武器之一，对世界和平和人类安全造成了巨大威胁。

目前，国际社会普遍倡导核不扩散和全面核裁军。

三、利用核能所面临的挑战利用核能虽然具有诸多优势，但也面临一系列挑战和问题。

首先是核安全问题。

核能的利用需要严格的安全措施，防止核事故的发生。

核电站的设计、建设和运营都需要遵循严格的安全标准，确保核材料不被非法获取，并防止核泄漏等意外事件。

核反应、核能考点扫描一、核反应1.核反应核反应包括原子核的人工转化、核裂变、轻核的聚变（有时把衰变也称作核反应）。

在1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，第一次实现了原子核的人工转变。

2.原子核的人工转变用α粒子（或H 11或n 10……）轰击原子核使之发生变化的过程，叫做原子核的人工转变。

（1）质子的发现（1919年）：H O He N 1117842147+→+ 卢瑟福（2）中子的发现（1932年）：n C He Be 101264294+→+ 查德威克3.核反应的规律：（1）在核反应过程前后，质量数和电荷数都守恒。

（2）核反应前后存在质量亏损。

质量亏损：核反应前的原子核的总质量．．．．．．．减去核反应后的原子核的总质量．．．．．．．的差．．叫做质量亏损，用Δm 表示： 后前m m m -=∆。

注意：（1）虽然质量数守恒，但反应前的原子核的总质量．．．．．．．与反应后的原子核．．．的总质量．．．．并不守恒.而反应前后的物质的总质量．．．．．．是守恒的。

（2）对于质量亏损，切不能误认为是这部分质量转变成了能量，只是质量的减少伴随着能量的变化。

二、核能1.核能：核反应中放出的能量称为核能说明：10核能与原子核的变化相联系，只有在核反应中释放的能量，才叫做核能。

20核能非常巨大，属于非常规能源。

30核能与原子能是两回事（原子能是原子中电子的动能和原子核与电子间相互作用的电势能的总和）2.爱因斯坦质能方程爱因斯坦指出，物体的能量（E ）和质量（m ）之间存在着密切的联系，它们之间的关系是 2mc E = 或写成 2mc E ∆=∆ 式中c 为真空中的光速。

用爱因斯坦的质能方程2mc E ∆=∆可以求核能。

说明：10质量为一个原子质量单位对应的能量是：931.5MeV20若m ∆的单位是kg ，直接利用2mc E = 30若m ∆的单位是原子质量单位，则可以以原子质量为单位的数乘以931.5MeV 。