1、第3章 原子核與放射性一、對(duì)核反應(yīng)方程及類型的理解 1核反應(yīng)方程的比較名稱核反應(yīng)方程時(shí)間其他衰變衰變UThHe1896年貝克勒爾衰變ThPae人工轉(zhuǎn)變正電子AlHePnPSie1934年約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)質(zhì)子NHeOH1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子BeHeCn1932年查德威克2.解題時(shí)注意事項(xiàng)(1)熟記一些粒子的符號(hào)：粒子(He)、質(zhì)子(H或p)、中子(n)、電子(e)、正電子(e)、氘核(H)、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；在解有關(guān)力學(xué)綜合問題時(shí)，還有動(dòng)量守恒和能量守恒例1在下列四個(gè)核反應(yīng)中，X表示中子的是()屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的是()A.NHeOXB.AlHeP

2、XC.HHHeXD.UXSrXe10X答案BCDAB解析在核反應(yīng)中，不管是什么類型的核反應(yīng)，都遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒據(jù)此，可以判斷未知粒子屬于什么粒子，在A中，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為：14417x，x1，其電荷數(shù)為：728y，y1，即未知粒子是質(zhì)子(H)；對(duì)B，未知粒子的質(zhì)量數(shù)：27430x，x1，其電荷數(shù)為：13215y，y0，所以是中子(n)；對(duì)C，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為：234x，x1，電荷數(shù)為：112y，y0，也是中子(n)；對(duì)D，未知粒子質(zhì)量數(shù)為235x9013610x，x1，電荷數(shù)為：92y385410y，y0，也是中子(n)故方程中X是中子的核反應(yīng)為B、C、D.屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的

3、是A、B.針對(duì)訓(xùn)練完成下列核反應(yīng)方程A.NHeO_B.PSi_C.UnSrXe_D.HH_n其中屬于衰變的是_，屬于人工轉(zhuǎn)變的是_答案He10nHeBA解析根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可完成核反應(yīng)方程，然后由核反應(yīng)的類型即可判斷出反應(yīng)的類型二、半衰期及衰變次數(shù)的計(jì)算1半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間計(jì)算公式：nNn或mMn，其中n，T1/2為半衰期2確定衰變次數(shù)的方法(1)XYnHeme根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得AA4n，ZZ2nm二式聯(lián)立求解得衰變次數(shù)n和衰變次數(shù)m.(2)根據(jù)衰變和衰變(衰變質(zhì)量數(shù)不變)直接求解例2恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到1

4、08K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒”(1)完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：He_Be.(2)Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.61016s.一定質(zhì)量的Be，經(jīng)7.81016s后所剩下的Be占開始時(shí)的_答案(1)He或(2)或12.5 %解析(1)由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得答案為He或；(2)由題意可知經(jīng)過了3個(gè)半衰期，故剩余的Be的質(zhì)量mm03m0，故應(yīng)填或12.5%.例3放射性元素U衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成Bi，而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成Tl，X和Tl最后都變成Pb，衰變路徑如圖1所示則()圖1Aa82，b211B.BiX是衰變，BiTl是衰變C

5、.BiX是衰變，BiTl是衰變D.Tl經(jīng)過一次衰變變成Pb答案B解析由BiX，質(zhì)量數(shù)不變，說明發(fā)生的是衰變，同時(shí)知a84.由BiTl是核電荷數(shù)減2，說明發(fā)生的是衰變，同時(shí)知b206，由TlPb發(fā)生了一次衰變故選B.三、衰變和衰變?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡分析衰變和衰變?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，一般思路為：1衰變過程中，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒2衰變過程中動(dòng)量守恒3帶電粒子垂直于磁場(chǎng)方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力4靜止的原子核發(fā)生衰變和衰變的規(guī)律以及它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)如下表：衰變XYHe兩圓外切，粒子半徑大衰變XYe兩圓內(nèi)切，粒子半徑大例4一個(gè)靜止的氮核N俘獲了一個(gè)速度為2.3107 m/s的中

6、子生成一個(gè)復(fù)核A，A又衰變成B、C兩個(gè)新核，設(shè)B、C的速度方向與中子方向相同，B的質(zhì)量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比RBRC1130，軌跡如圖2所示，求：圖2(1)C核的速度大小(2)根據(jù)計(jì)算判斷C核是什么？(3)寫出核反應(yīng)方程答案(1)3106 m/s(2)氦原子核(3)NnBHe解析氦核吸收了一個(gè)中子變成復(fù)核不穩(wěn)定，發(fā)生衰變，整個(gè)過程中，中子、氮核以及兩個(gè)新核組成的系統(tǒng)過程前后都不受外界的干擾，所以整個(gè)系統(tǒng)在俘獲與衰變過程中動(dòng)量均守恒，利用這一點(diǎn)，可求出C核的速度，然后根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況就可以判斷出新核的種類，寫出核反應(yīng)方程氮核俘獲中子到衰變成B、C兩個(gè)新核的過程中動(dòng)量守恒mnvnmBvBmCvC，根據(jù)衰變規(guī)律，可知