1、第三章核與放射性一、對(duì)核反應(yīng)方程和類型的理解1.核反應(yīng)方程的比較姓名核反應(yīng)方程時(shí)間其他的衰退變化阿爾法衰變鈾釷+氦1896年貝克勒爾衰變ThPa+e人工作轉(zhuǎn)動(dòng)變化正電子鋁+氦磷+氮PSi+e1934年八神奧赫爾佐格居里夫婦質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)氮+氦氧+氫1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子Be+HeC+n1932年查德威克2.解決問題時(shí)的注意事項(xiàng)(1)記憶某些粒子的符號(hào)：粒子(He)、質(zhì)子(h或p)、中子(n)、電子(e)、正電子(e)、氘(h)和氚核(h)(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；當(dāng)解決與力學(xué)綜合有關(guān)的問題時(shí)，也有動(dòng)量和能量守恒。例1在下列四個(gè)核反應(yīng)中，X表示中子是_ _ _ _ _ _

2、_ _ _ _ _ _ _ _；屬于人工改造的細(xì)胞核是_ _ _ _ _ _ _ _。A.N+HeO+XB.鋁+氦磷+氧C.H+HHe+XD.U+XSr+Xe+10X回答B(yǎng)CD AB在核反應(yīng)中，無論是哪種核反應(yīng)，都要遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。據(jù)此，我們可以判斷未知粒子屬于哪種粒子。在A中，未知粒子的質(zhì)量數(shù)是14 4=17 x，x=1，它的電荷量是7 2=8 y，y=1，也就是說，未知粒子是質(zhì)子(h .對(duì)于B，未知粒子的質(zhì)量數(shù)是27 4=30 x，x=1，它的電荷量是13 2=15 y，y=0，所以它是中子(n)；對(duì)于c，未知粒子的質(zhì)量數(shù)是2 3=4 x，x=1，電荷數(shù)是1 1=2 y，y=0

3、，這也是一個(gè)中子(n)；對(duì)于d，未知粒子的質(zhì)量數(shù)是235 x=90 136 10x，x=1，電荷數(shù)是92 y=38 54 10y，y=0，也是中子(n)。因此，在方程中，x是一個(gè)中子，而核反應(yīng)是B，C和d。A屬于原子核的人工變換完成下面的核反應(yīng)方程式進(jìn)行訓(xùn)練。a . 7N+He8O+_ _ _ _ _ _ _ _B.PSi+_C.U+nSr+54Xe+_D.H+H_+n其中，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _?；卮鹚膯栴}根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可以解析地完成

4、核反應(yīng)方程，進(jìn)而由核反應(yīng)的類型判斷核反應(yīng)的類型。第二，半衰期和衰變時(shí)間的計(jì)算1.半衰期：放射性元素的一半原子核衰變所需的時(shí)間。計(jì)算公式：n=nn或m=Mn，其中n=，T1/2是半衰期。2.確定衰變時(shí)間的方法(1)XY+nHe+me根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)的守恒A=A+4n，Z=Z+2n-m衰變時(shí)間n和衰變時(shí)間m由這兩個(gè)公式同時(shí)求解。(2)根據(jù)衰變和衰變(衰變的質(zhì)量數(shù)是常數(shù))，直接求解。例2恒星輻射的能量來自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)。當(dāng)溫度達(dá)到108K時(shí)，會(huì)發(fā)生“氦燃燒”。(1)完成了“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：He _ _ _ _- Be 。(2)鈹是一種半衰期為2年的不穩(wěn)定粒子?；卮?1)何或 (2)

5、或12.5%解析地(1)通過質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得到的答案是氦或；(2)根據(jù)問題的含義，在三個(gè)半衰期之后，剩余Be的質(zhì)量為m=m03=m0，因此應(yīng)填入或12.5%。例3放射性元素鈾有多種可能的衰變方式，其中一種是先變成鉍，而鉍在一次衰變后可以變成X(X代表一種元素)，或者在一次衰變后變成鉈，X和鉈最終都會(huì)變成鉛。衰減路徑如圖1所示。然后()圖1A.a=82，b=211B.鉍 X是衰變，鉍t1是衰變C.bi- x是衰變，bi- TL是衰變D.鉈經(jīng)歷衰變，變成鉛回答乙從分析上看，質(zhì)量數(shù)不變的雙十表明衰變發(fā)生，而=84。帶負(fù)電荷的鉍鉈顯示衰變發(fā)生，而硼=206，鉈鉛只發(fā)生一次，所以硼.3.磁場中衰變和

6、衰變的運(yùn)動(dòng)軌跡總的思路是分析磁場中衰變和衰變的軌跡。1.在衰變過程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。2.衰變中的動(dòng)量守恒。3.當(dāng)帶電粒子垂直于磁場作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛侖茲力提供向心力。4.靜止核的衰變和衰變規(guī)律及其在磁場中的軌跡特征如下表所示：阿爾法衰變兩個(gè)圓是外切的，粒子的半徑很大衰變當(dāng)兩個(gè)圓內(nèi)接時(shí)，粒子的半徑很大例4假設(shè)B和C的速度方向與中子的速度方向相同，B的質(zhì)量是中子的11倍，速度是106米/秒，B和C在同一個(gè)磁場中循環(huán)運(yùn)動(dòng)的半徑比為RbRC=111，一個(gè)靜止的氮核N俘獲一個(gè)速度為2.3107米/秒的中子，產(chǎn)生一個(gè)原子核A，A衰變?yōu)閮蓚€(gè)新的原子核B和C圖2(1)c芯的速度。(2)根據(jù)計(jì)算，什么是C核？(3)寫出核反應(yīng)方程。答案(1)3106米/秒(2)氦核(3)氮+氮硼+氦分析氦原子核吸收中子，變得不穩(wěn)定并衰變。在整個(gè)過程中，由中子、氮核和兩個(gè)新核組成的系統(tǒng)在過程前后不受外界干擾。因此，在俘獲和衰變過程中，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。用它可以計(jì)算出碳核的速度，然后根據(jù)磁場中粒子的運(yùn)動(dòng)來判斷新核的類型，并可以寫出核反應(yīng)方程。氮核俘獲中子并衰變?yōu)閮蓚€(gè)新核B和c過程中的動(dòng)量守恒mnvn=mBvB+mCvC，根據(jù)衰變定律，原子核的質(zhì)