1、第三節(jié)核反應(yīng)核能,一、原子核的組成 1原子核由_和_組成，兩者統(tǒng)稱為_,質(zhì)子,中子,核子,2原子核常用X表示,X為元素符號(hào)，上角標(biāo)A表示核的質(zhì)量數(shù)，下角標(biāo)Z表示核的_ (原子序數(shù)) 3同位素是具有相同的_而_不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置,電荷數(shù),質(zhì)子數(shù),中子數(shù),二、天然放射現(xiàn)象 1天然放射現(xiàn)象：某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些元素稱為放射性元素 2三種射線的本質(zhì)：射線是_， 射線是_,射線是_,氦核,電子,光子,三、原子核的衰變 1衰變：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化可分為_、_，并伴隨著射線放出 2半衰期：放射性元素的原子核有_發(fā)生衰變所需要的時(shí)間

2、,衰變,衰變,半數(shù),四、放射性同位素的應(yīng)用 1利用射線：放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等 2作示蹤原子,五、核反應(yīng)、核力與核能 1核反應(yīng)規(guī)律：在核反應(yīng)中，_守恒，_守恒 2核力 (1)概念：組成原子核的_之間存在的作用力,質(zhì)量數(shù),電荷數(shù),核子,(2)核力特點(diǎn) 核力是_ (強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多 核力是_力，作用范圍在1.51015 m之內(nèi) 每個(gè)核子只跟_的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱為核力的飽和性,強(qiáng)相互作用,短程,相鄰,3質(zhì)量虧損 (1)愛因斯坦質(zhì)能方程：_. (2)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量_組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象,Emc2,小于,4結(jié)

3、合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個(gè)_時(shí)需要的能量，或若干個(gè)核子在核力作用下結(jié)合成_時(shí)需要的能量,核子,原子核,六、核裂變和核聚變 1重核裂變 (1)定義：使重核分裂成幾個(gè)_的原子核的核反應(yīng),質(zhì)量較小,(2)鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，一種典型的反應(yīng)是生成鋇和氪，同時(shí)放出三個(gè)中子，核反應(yīng)方程為,(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (4)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：要有足夠濃度的235U；鈾塊體積需_臨界體積，或鈾塊質(zhì)量_臨界質(zhì)量,大于,大于,2輕核聚變 (1)定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成_的核，這樣的核反應(yīng)叫聚變 (2)聚變發(fā)生的條件：使物體達(dá)

4、到幾百萬度的高溫,較重,一、三種射線的比較,即時(shí)應(yīng)用 1放射性元素衰變時(shí)放出的三種射線，按穿透能力由強(qiáng)到弱的排列順序是(),A射線，射線，射線 B射線，射線，射線 C射線，射線，射線 D射線，射線，射線,解析：選B.由放射線的本質(zhì)和特性知，三種射線的穿透能力是射線最強(qiáng)，射線最弱，由此可知，選項(xiàng)B正確,二、原子核的衰變 1原子核衰變規(guī)律,根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程 AA4n，ZZ2nm.,(2)確定衰變次數(shù)，因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù).,式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射

5、性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，表示半衰期,(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān),特別提醒：(1)半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別或少數(shù)原子核，無半衰期可言. (2)原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)守恒，核反應(yīng)過程前、后質(zhì)量發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)而釋放出核能.,即時(shí)應(yīng)用 2(2011高考浙江卷)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是(),A射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生 B射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生 C射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生 D通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性,解析：選D.射線是原子核同時(shí)放出兩個(gè)

6、質(zhì)子和兩個(gè)中子產(chǎn)生的,A錯(cuò)誤；射線是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子而放出的,B錯(cuò)誤；射線是衰變后的原子核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,C錯(cuò)誤；放射性是原子核的固有屬性，D正確,三、核反應(yīng)的四種類型,特別提醒：(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接. (2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程.,即時(shí)應(yīng)用 3(2012廈門質(zhì)檢)關(guān)于下列核反應(yīng)或核衰變方程，說法正確的是(),解析：選C.A是衰變,B是核裂變,根據(jù)核反應(yīng)方程,C中的“X”表示中子，D中“X”表示質(zhì)子,四、核能的產(chǎn)生和計(jì)算 1獲得核能的途

7、徑 (1)重核裂變：某些重核分裂成中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程，同時(shí)釋放大量的核能要使鈾235發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)以持續(xù)地輸出能量，鈾塊的體積應(yīng)大于它的臨界體積,2核能的計(jì)算方法 (1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程列式計(jì)算： 即Emc2(m的單位：kg) (2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏能量，則Em931.5 MeV (m的單位：u,1 u1.66061027 kg),(3)核反應(yīng)遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，因此我們可以結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律來計(jì)算核能,特別提醒：(1)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念.核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)都守恒，但核反應(yīng)中依然有質(zhì)量虧損. (2)愛因斯坦的質(zhì)能方程反

8、映了原子核質(zhì)量虧損和釋放出核能這兩種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，并不表示質(zhì)量和能量之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系,(即：核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，并不是這部分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量).質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子的個(gè)數(shù)是不變的. (3)質(zhì)量虧損并不否定質(zhì)量守恒定律.,即時(shí)應(yīng)用 4(2010高考北京卷)太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少太陽每秒鐘輻射出的能量約為41026 J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近(),A1036 kgB1018 kg C1013 kg D109 kg,A鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子 B鉛核比釷核少16個(gè)中子 C共經(jīng)過4次衰變和6次衰變 D共經(jīng)過6次衰變和4次衰變

9、,(2)(2010高考上海卷)某放射性元素經(jīng)過11.4天有7/8的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為() A11.4天B7.6天 C5.7天 D3.8天,【解析】(1)設(shè)衰變次數(shù)為x，衰變次數(shù)為y，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得 2322084x 90822xy,解得x6，y4，C錯(cuò)D對(duì) 鉛核、釷核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90，故A對(duì) 鉛核、釷核的中子數(shù)分別為126、142,故B對(duì),【答案】(1)ABD(2)D,【易誤警示】(1)半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變，變成新核，并不是原子核的數(shù)量、質(zhì)量減少一半,(1)(2010高考廣東卷)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的是(),_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程

10、，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程 求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù),【解析】(1)衰變是原子核自發(fā)地放出或粒子的核反應(yīng)，衰變方程的特點(diǎn)是箭頭的左邊只有一個(gè)原子核，箭頭的右邊出現(xiàn)或粒子；聚變反應(yīng)的特點(diǎn)是箭頭的左邊是兩個(gè)輕核，箭頭的右邊是較大質(zhì)量的原子核；,裂變方程的特點(diǎn)是箭頭的左邊是重核與中子反應(yīng)，箭頭右邊是中等質(zhì)量的原子核綜上所述，A、C正確,(2)人工轉(zhuǎn)變方程的特點(diǎn)是箭頭的左邊是氦核與常見元素的原子核箭頭的右邊也是常見元素的原子核D是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，B是裂變反應(yīng)，是研究原子彈的核反應(yīng)方程A是聚變反應(yīng)，是研究氫彈的核反應(yīng)方程,由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定，X質(zhì)量數(shù)為144，電荷數(shù)為56，所以中子數(shù)為1445688. 【答案】(1)AC(2)DBA質(zhì)量數(shù)144，中子數(shù)88,假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是2.0136 u，中子的質(zhì)量是1.0087 u，氦核同位素的質(zhì)量是3.0150 u.,(1)聚變的核反應(yīng)方程式是_，在聚變核反應(yīng)中釋放出的能量為_MeV(保留兩位有效數(shù)字),由于1 u的質(zhì)量與931.5 MeV的能量相對(duì)應(yīng)，所以氘核聚變