原子物理第十章.doc

第十章 原子核一、学习要点原子核的基本性质（）质量数和电荷数；（）核由个核子组成，其中个质子（p）和N=个中子（n）；（）原子核的大小:r0A1/3 , r0 (1.11.3)10-15 m ，r=1014 t/m3常数 (4）核磁矩：, 核磁子(5)原子核的结合能、平均结合能、平均结合能曲线E= Zmp+(A-Z)mn-MNc2=ZMH+(A-Z)mn-MAc2， 1uc2=931.5MeV ，2.核的放射性衰变：（1）a、b、g射线的性质（2）指数衰变规律： ， ，放射性活度：（3）放射系（4）a衰变（位移定律、衰变能、条件、核能级）（5）b衰变：b能谱与中微子理论；b-衰变、b+衰变、轨道电子俘获（EC）（K俘获）（位移定则，衰变能，条件，核能级等）（6）g衰变：g跃迁、内转换；3核力：性质、汤川秀树p介子理论；4原子核结构模型：(了解)（1）液滴模型（2）外斯塞格质量（结合能）半经验公式（3）壳层模型5核反应（1）守恒定律（2）核反应能及核反应阈能及其计算（3）核反应截面和核反应机制（4）核反应类型（5）重核裂变（裂变方程、裂变能、裂变理论、链式反应）（7）轻核裂变（聚变能、热核聚变的条件、类型等）二、基本练习1选择题： (1)原子核的大小同原子的大小相比，其R核R原的数量级应为：A105 B.103 C.10-3 D.10-5(2)原子核可近似看成一个球形，其半径R可用下述公式来描述：A.Rr0A1/3 B. Rr0A2/3 C. R D.R=(3)试估计核密度是多少g/cm3？A.10； B.1012 C.1014 D.1017(4)核外电子的总角动量,原子核的总角动量,则原子的总角动量,其中F为原子的总角动量量子数,其取值为A.4,3,2,1; B.3,2,1; C.2,1,0,-1,-2; D.5,4,3,2,1 (5)氘核每个核子的平均结合能为1.11MeV,氦核每个核子的平均结合能为7.07 MeV.有两个氘核结合成一个氦核时A.放出能量23.84 MeV; B.吸收能量23.84 MeV;C.放出能量26.06 MeV; D.吸收能量5.96 MeV,(6)由A个核子组成的原子核的结合能为,其中指A.Z个质子和A-Z个中子的静止质量之差； B.A个核子的运动质量和核运动质量之差;C. A个核子的运动质量和核静止质量之差； D. A个核子的静止质量和核静止质量之差(7)原子核平均结合能以中等核最大, 其值大约为A.8.57.5MeV； B.7.57.7MeV； C.7.78.7MeV； D.8.58.7MeV (8)原子核的平均结合能随A的变化呈现出下列规律A.中等核最大,一般在7.58.0 MeV ; B.随A的增加逐渐增加,最大值约为8.5 MeV ;C. 中等核最大，一般在8.5-8.7 MeV； D.以中等核最大，轻核次之，重核最小. (9)放射性原子核衰变的基本规律是,式中N代表的物理意义是A. t时刻衰变掉的核数； B. t=0时刻的核数;C. t时刻尚未衰变的核数； D. t时刻子核的数目.(10)已知某放射性核素的半衰期为2年,经8年衰变掉的核数目是尚存的A.5倍; B.10倍; C.4倍; D.8倍. (11)Kr样品的原子核数N0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为A.N0/9； B. N0/2； C. N0/3； D. N0/6. (12)若以居里为单位,在t时刻有N个核,其衰变常数为l的核素的放射性强度为A. lN/3.71010 ； B. lN3.71010； C. lN ； D. lNe-lt.(13)天然放射性铀系的始祖元素是U,最后该系形成稳定的核是Pb,那么铀系共经过多少次a衰变?A.59； B.8； C.51； D.10.(14)在a衰变过程中,若a粒子质量为Ma ,反冲核质量为Mr,则衰变能E0和a粒子的动能Ea有如下关系A.； B. ;C. ； D. .（15）在b衰变中从能,量或静止质量角度考虑能发生b+和K俘获的关系是：A能发生必须能发生K俘获 B能发生不一定能发生K俘获C能发生k俘获必能发生 D还要考虑其他条件才能判断（16）发生b+衰变的条件是A.M(A,Z)M(A,Z1)me; B.M(A,Z)M(A,Z1)2me;C. M(A,Z)M(A,Z1); D. M(A,Z)M(A,Z1)2me(17) 发生b衰变的条件是A.M(A,Z)M(A,Z1)me; B.M(A,Z)M(A,Z1)me;C.M(A,Z)M(A,Z1); D.M(A,Z)M(A,Z1)2me. (18)已知74Be的原子量为7.016290, 73Li的原子量为7.016004,从能量角度74Be：A能发生b+衰变也可能发生K俘获； B仅能发生b衰变;C仅能发生K俘获 ; D仅能发生b+衰变.(19)g衰变中的内转换电子的产生原因是：A核放出的g射线使原子壳层中的电子被击出；B核的电磁场与壳层电子的相互作用而释放电子；C由壳层电子跃迁产生的g射线再将另一电子击出；D同俄歇电子产生原因相同(20)在原子核发生衰变过程中,下述过程可产生俄歇电子Ab和g跃迁； B. b+和K俘获； C. K俘获和内转换（内变换）； D.内转换和b(21)以下五个试验：1.X射线 ，2.内转换， 3.康普顿效应 ，4.光电效应 ，5.俄歇电子. 问那两个可证实K俘获过程的存在：A .1 和2 B .4和2 C.1 和 3 D.1 和 5(22)历史上发现的第一核反应是：A .P+73Li242He为吸能反应； B. a+147N178O+p为放能反应;C.p+73Li242He为放能反应； D. a+147N178O+p为吸能反应.(23)历史上利用人工加速所产生的第一个核反应方程是：A147N（a，p）178O,为放能反应; B .147N（a，p）178O,为吸能反应;C .73Li（p, a）42He,为放能反应; D. 73Li（p ,c）42He,为吸能反应(24)在核反应63Li+21H242He中,已知反应能为22.4MeV,测得21H的能量是4.0MeV若生成的两个粒子能量相等，其数值为：A9.2MeV； B.26.4MeV； C.13.2MeV； D.18.4MeV.(25)在核反应94Be+11H95B+01n中反应能为-1.84MeV,入射电子的阈能为：A.0MeV； B.1.66MeV； C.1.84MeV； D.2.04MeV;(26)用能量为1.15MeV氘粒子引起11B（d，a）9Be反应,在方向测得出射粒子能量为6.7MeV,则反应能为：.MeV B. 8.03MeV C .4MeV D.4.03MeV(27)已知核2H、3H、4He的比结合能分别为1.11MeV、2.83MeV、7.07MeV，则核反应2H+3H、4He+n的反应能为A.3.13MeV B. 17.56MeV C.-3.13MeV D .17.56MeV(28)一个235U发生裂变，其裂变碎片的质量数为下列哪一组几率最大？A.118 ,118； B.72 , 162 ; C. 96, 140 ; D.118,72.(29)235U核吸收一个热中子之后,经裂变而形成13954Xe和9438Sr核,还产生另外什么粒子？A.两个中子; B.一个氘核; C.一个氘核和一个质子; D.三个中子. (30)一个235U吸收一个慢中子后,发生的裂变过程中放出的能量为A.8MeV； B. 100MeV； C .200MeV； D.93.1MeV.(31)核力的力程数量级（以米为单位）A .10-15； B. 10-18； C.10-10； D. 10-13.（32）下述哪一个说法是不正确的?A.核力具有饱和性; B.核力与电荷有关; C.核力是短程力; D.核力是交换力.(33)核力具有以下性质： A.是具有饱和性的交换力; B.大小与电荷有关;C.仅仅有有心力; D.m子是核力场中的量子.（34）汤川介子理论认为核力是交换下列粒子而产生： A.电子和中微子; B. m； C.p,p0; D.胶子2简答题（1）解释下列概念：、核衰变能、核反应能、裂变能、聚变能、链式反应、热核反应、核反应阈能、K俘获、俄歇电子、内转换、. 内转换电子.（2）何谓衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性强度？放射性核素的衰变规律如何？（3）能谱有何特点？如何解释？（5）原子核的平均结合能曲线有何特点？（6）某原子的质量小于的质量，但大于的质量，从能量的角度考虑，该核能发生何种衰变？4计算题(1)算出73Li（p, a）42He的反应能.已知：11H ：1.007825u, 42He:4.002603u, 73Li:7.015999u.（放能：17.35MeV）(2)第一题中,如果以1MeV的质子打击Li,问在垂直于质子束的方向观测到42He的能量有多大?（9.175MeV）(3)以能量E1=0.6MeV的氘核轰击氘靶放出中子：(a)写出这时发生的核反应式；(b)由氘核放出的中子方向与氘核入射方向垂直时,试计算中子的能量E2?(2.58MeV)（5）用中子撞击靶时，可分别发生飞出质子和光子的反应，（1）试分别写出核反应方程式；（2）已知M（27，13）=26.981530u，M（27，12）=26.984343u，M