选修3-5《原子核与放射性核能》考点知识解读.doc

原子核与放射性 核能考点知识解读考点1. 衰变有关问题剖析：（1）衰变的一般方程为He每发生一次衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）（核内）（2）衰变的一般方程为e每发生一次衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子（核内）， +衰变：（核内）（3）射线是伴随衰变或衰变同时产生的、射线不改变原子核的电行数和质量数其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子例题1 钍核经过6次衰变和4次衰变后变成铅核，则（ ）A.铅核的符号为，它比少8个中子B.铅核的符号为，它比少16个中子C.铅核的符号为，它比少16个中子D.铅核的符号为，它比少12个中子解析：根据质量数守恒有232=64+,得=208; 根据核电荷数守恒90=+62-4, =82；中子数相差(232-90)-(208-82)=16 答案： C【变式训练1】铀（）经过、衰变形成稳定的铅（），问在这一变化过程中，共有多少中子转变为质子（ ） A6 ； B14； C22 ； D32解析：衰变为，需经过 8 次衰变和 6次衰变，每经过一次衰变就会有一个中子转变为质子，同时放出一个电子，所以共有6个中子转化为质子 答案：A考点2.核反应方程有问题剖析：1无论何种反应方程必须遵守电荷数守恒，质量数守恒规律，有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律（如裂变和聚变方程常含有能量项）2核反应方程中的箭头表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号3写核反应方程必须有实验依据，决不能毫无根据地编造。4注意原子核表示为（A为质量数，z为核电荷数），要熟悉常见的基本粒子的表达式，如中子，质子，氕，氘，氚，电子，正电子，氦核等。5.写核反应方程的一般程序是：先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置。根据电荷数守恒和质量数守恒规律计算出未知核或未知粒子的电荷数与质量数。根据未知核或未知粒子的电荷数断定它们是哪种元素或哪种粒子，并在核反应方程一般形式的适当位置写上它们的符号。 例题2 完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。 + +_ + _+ + _+ + +_解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，可以判定：，是发现质子的核反应方程,;，是发现中子的核反应方程; 【变式训练2】（09山东物理38） (1)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6-13J）上述核反应方程为_。质量亏损为_kg。解析：（1）或，。考点3. 质量亏损和核能的计算剖析： (1)根据爱因斯坦的质能亏损，用核子结合成原子核时的质量亏损(m)的千克数乘以真空中光速的平方(c=3108m/s)，即：E=mc2 (2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5(MeV)能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV，即：E=m931.5MeV 注意：式m的单位是千克(kg)，E的单位是焦耳(J)；式中m的单位是指原子质量单位(u)(1u=1.66056610-27 kg)，E的单位是兆电子伏(MeV)。 (3)由核能的转化量来计算核能。 在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成新核和新粒子的动能，因而在此情况下可应用力学原理动量守恒和能量守恒来计算核能。例题3太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源（）（1）写出这个核反应方程（2）这一核反应释放出多少焦耳能量？解析：（1）（2）核反应中释放能量必然伴随着质量亏损： 由爱因斯坦质能方程可知 【变式训练3】一个氢原子的质量为1.673610-27kg，一个锂原子的质量为11.650510-27kg，一个氦原子的质量为6.646710-27kg。一个锂核受到一个质子轰击变为2个粒子，写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少？1mg锂原子发生这样的反应共释放多少核能？解析：H+Li 2He 反应前一个氢原子和一个锂原子共有8个核外电子，反应后两个氦原子也是共有8个核外电子，因此只要将一个氢原子和一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量，得到的恰好是反应前后核的质量亏损，电子质量自然消掉。由质能方程E=mc2得释放核能E=2.7610-12J1mg锂原子含锂原子个数为10-611.650510-27，每个锂原子对应的释放能量是2.7610-12J，所以共释放2.37108J核能。考点4. 半衰期的应用剖析： 1意义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间用希腊字母表示 公式：，2半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态（如任强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关例题4（2008天津）一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是（ ） A.0.25g，粒子B.0.75g，粒子 C.0.25g，粒子D.0.75g，粒子解析：根据质量数守恒,核电荷数守恒,核反应方程为，所以放出的粒子是粒子.根据半衰期公式，经过两个半衰期后剩余的氡的质量为0.25g,所以衰变掉氡的质量为0.75g. 答案：B【变式训练4】（2008上海物理2B）放射性元素的原子核在a衰变或b衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着_辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，tT1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的