第二章核的放射性与衰变3
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放射性衰变原理:原子核自发地放射出射线或粒子的过程引言放射性衰变是一种自然现象,指的是原子核自发地放射出射线或粒子的过程。
这一过程是不可逆的,且其速率是不受外界因素影响的。
放射性衰变具有重要的科学和实际意义,是现代核物理研究的基石之一。
本文将介绍放射性衰变的基本原理、衰变类型以及其在科学和技术领域的应用。
第一章放射性衰变的基本原理放射性衰变是指放射性同位素在一定时间后自发地变为其他同位素的过程。
这一过程是由于原子核中的粒子重新排列所导致的。
在原子核中,质子和中子通过强相互作用相互结合形成核力,而核力的作用范围仅限于原子核的范围内。
然而,核力无法克服质子之间的静电排斥力,因此原子核中的质子和中子的数量要保持相对平衡。
当一个原子核的质子和中子之间的平衡被打破时,核力无法维持核的稳定,于是核会经历衰变。
放射性衰变的过程可以分为三种类型:α衰变、β衰变和γ衰变。
在α衰变中,原子核会放出一个α粒子,即由两个质子和两个中子组成的氦离子。
在β衰变中,质子会转化为中子或中子会转化为质子,同时放出一个β粒子,即高速运动的电子或正电子。
γ衰变是指原子核通过放出γ射线来释放能量。
第二章放射性衰变的衰变类型α衰变是放射性同位素最常见的衰变类型之一。
许多重元素的同位素会经历α衰变来变得更稳定。
α衰变的过程中,原子核的质量数减少4,原子序数减少2。
这种衰变过程释放出大量的能量,因为α粒子具有很高的动能。
α粒子的质量很大,因此其穿透能力较弱,很容易被阻挡。
β衰变是指原子核中的一个质子或中子转化为另一种粒子的过程。
在β衰变的过程中,质子转化为中子时会放出一个正电子,而中子转化为质子时会放出一个电子。
这种衰变过程是由于弱相互作用所导致的,释放的能量相对较小。
β粒子具有较高的速度和较小的质量,因此其穿透能力比α粒子要强。
γ衰变是放射性同位素中最常见的衰变类型。
在γ衰变中,原子核并不改变其质子和中子的数量,而是通过释放γ射线来释放能量。
第一章 习题答案1-1 当电子的速度为18105.2-⨯ms 时,它的动能和总能量各为多少?答:总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==;动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时,α粒子的质量为多少?答:α粒子的静止质量()()()u M m M m e 0026.44940.9314,244,224,20=∆+=≈-= α粒子的质量 g u m m 2322010128.28186.1295.010026.41-⨯==-=-=βα1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100,质量增加了多少?答:kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为J t cm E 510184.41001184.4⨯=⨯⨯=∆=∆。
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核反应与放射性衰变知识点总结一、核反应核反应是指原子核与原子核,或者原子核与各种粒子(如质子、中子、α粒子、γ光子等)之间相互作用所引起的各种变化。
1、核反应的分类(1)核聚变:轻原子核(例如氢的同位素氘和氚)结合成较重原子核(例如氦核)时释放出巨大能量的过程。
核聚变是太阳等恒星能量的主要来源。
(2)核裂变:重原子核(例如铀、钚等)分裂成两个或多个中等质量原子核,并释放出大量能量和中子的过程。
核裂变是核电站和原子弹的能量来源。
2、核反应中的守恒定律在核反应中,遵循以下几个重要的守恒定律:(1)电荷守恒:反应前后系统的总电荷数保持不变。
(2)质量数守恒:反应前后系统的总质量数保持不变。
但需要注意的是,由于质能等价,在核反应中会有质量亏损,这部分亏损的质量会以能量的形式释放出来。
(3)能量守恒:包括反应中释放或吸收的核能以及其他形式的能量,总能量保持不变。
(4)动量守恒:反应前后系统的总动量保持不变。
3、核反应方程核反应通常用核反应方程来表示,例如:核聚变:$_{1}^{2}H +_{1}^{3}H \longrightarrow _{2}^{4}He +_{0}^{1}n +$巨大能量核裂变:$_{92}^{235}U +_{0}^{1}n \longrightarrow _{56}^{141}Ba +_{36}^{92}Kr + 3_{0}^{1}n +$能量二、放射性衰变放射性衰变是指不稳定的原子核自发地放出射线,转变为另一种原子核的过程。
1、常见的放射性衰变类型(1)α衰变:原子核放出一个α粒子(即氦核$_{2}^{4}He$),核电荷数减少 2,质量数减少 4。
例如:$_{88}^{226}Ra \longrightarrow _{86}^{222}Rn +_{2}^{4}He$(2)β衰变:分为β⁻衰变和β⁺衰变。
β⁻衰变:原子核放出一个电子($_{-1}^{0}e$),核电荷数增加 1。