高中物理一轮复习选修3-5 第三章 第2讲

1、第2讲 放射性元素的衰变 核能知识点知识点 1 1 原子核的组成、放射性、放射性原子核的组成、放射性、放射性 同位素、射线的危害和防护同位素、射线的危害和防护1.1.天然放射现象天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。天然放射元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。天然放射现象的发现，说明现象的发现，说明_具有复杂的结构。具有复杂的结构。原子核原子核2.2.放射性和放射性元素放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫物质发射某种看不见的射线的性质叫_。具有放射性。具有放射性的元素叫的元素叫_元素。元素。3.3.三种射线三种射线放射性元素放射出的射线共有三种，分别

2、是放射性元素放射出的射线共有三种，分别是_、射线、射线、射线。射线。放射性放射性放射性放射性射线射线4.4.三种射线的比较三种射线的比较 射线名称射线名称比较项目比较项目射线射线射线射线射线射线组成组成高速氦核流高速氦核流_光子流光子流( (高频高频电磁波电磁波) )带带 电电 量量_-e-e 0 0质量质量4m4mp p静止质量为零静止质量为零符号符号速度速度可达可达0.1c0.1c可达可达0.99c0.99c_垂直进入电场或磁垂直进入电场或磁场的偏转情况场的偏转情况偏转偏转偏转偏转_贯穿本领贯穿本领最弱最弱较强较强_对空气的电离作用对空气的电离作用很强很强较弱较弱_pm1 836高速电子流

3、高速电子流2e2ec c不偏转不偏转最强最强很弱很弱42He01e5.5.原子核的组成原子核的组成(1)(1)原子核由原子核由_和和_组成，组成，_和和_统称为核子。统称为核子。_带正电，带正电，_不带电。不带电。(2)(2)基本关系：基本关系：核电荷数核电荷数= =质子数质子数(Z)=(Z)=元素的原子序数元素的原子序数=_=_质量数质量数(A)=_=(A)=_=质子数质子数+ +中子数中子数(3)X(3)X元素的原子核的符号为元素的原子核的符号为 ，其中，其中A A表示表示_，Z Z表示核表示核电荷数。电荷数。质子质子中子中子质子质子中子中子质子质子中子中子核外电子数核外电子数核子数核子数

4、质量数质量数AZX6.6.放射性同位素的应用与防护放射性同位素的应用与防护(1)(1)放射性同位素：有放射性同位素：有_放射性同位素和放射性同位素和_放射性同位放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。素两类，放射性同位素的化学性质相同。(2)(2)应用：消除静电、工业探伤、作应用：消除静电、工业探伤、作_等。等。(3)(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。防护：防止放射性对人体组织的伤害。天然天然人工人工示踪原子示踪原子知识点知识点 2 2 原子核的衰变、半衰期原子核的衰变、半衰期 1.1.原子核的衰变原子核的衰变(1)(1)原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，变成另一种粒子，变成另

5、一种_的变化称的变化称为原子核的衰变。为原子核的衰变。(2)(2)分类分类: :衰变：衰变：衰变：衰变：衰变：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着衰变，同时伴随着辐射。辐射。原子核原子核AA 4ZZ 2XY_42He01eAAZZ 1XY_(3)(3)两个重要的衰变：两个重要的衰变： ; ; 。2.2.半衰期半衰期(1)(1)定义：放射性元素的原子核有定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需的时间。发生衰变所需的时间。(2)(2)影响因素影响因素: :放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定

6、放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的的, ,跟原子所处的物理状态跟原子所处的物理状态( (如温度、压强如温度、压强) )或化学状态或化学状态( (如单质、如单质、化合物化合物) )无关。无关。半数半数238234492902UThHe234234090911ThPae知识点知识点 3 3 核力、结合能、质量亏损核力、结合能、质量亏损 1.1.核力核力(1)(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。(2)(2)特点：特点：核力是强相互作用的一种表现；核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在核力是短程力，作用范围在1.51.5

7、1010-15-15 m m之内；之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。2.2.结合能结合能核子结合为原子核时核子结合为原子核时_的能量或原子核分解为核子时的能量或原子核分解为核子时_的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。释放释放吸收吸收3.3.比结合能比结合能(1)(1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。叫平均结合能。(2)(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越

8、大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。4.4.质能方程、质量亏损质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程E=_E=_，原子核的质量必然比组成它的核子，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小的质量和要小m,m,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能核能E=_E=_。mcmc2 2mcmc2 2知识点知识点 4 4 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程 1.1.重核裂变重核裂变(1)(1)定义定义: :质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分

9、裂成几质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。个质量数较小的原子核的过程。(2)(2)特点特点裂变过程中能够放出巨大的能量裂变过程中能够放出巨大的能量; ;裂变的同时能够放出裂变的同时能够放出2 23(3(或更多或更多) )个中子个中子; ;裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式四分裂形式, ,但三分裂和四分裂概率比较小。但三分裂和四分裂概率比较小。(3)(3)典型的裂变反应方程典型的裂变反应方程: :(4)(4)链式反应：由重核裂变产生的链式反应：由重核裂变产生的_使裂变反应一代接一

10、代使裂变反应一代接一代继续下去的过程。继续下去的过程。(5)(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生临界体积和临界质量：裂变物质能够发生_的最小的最小体积及其相应的质量。体积及其相应的质量。(6)(6)裂变的应用：裂变的应用：_、核反应堆。、核反应堆。(7)(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、反应堆构造：核燃料、减速剂、_、防护层。、防护层。中子中子链式反应链式反应原子弹原子弹镉棒镉棒235189144192036560UnKrBa3 n。2.2.轻核聚变轻核聚变(1)(1)定义：定义：两轻核结合成两轻核结合成_的核的反应过程。轻核聚变反应必须的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此

11、又叫在高温下进行，因此又叫_。(2)(2)特点特点: :聚变过程放出大量的能量聚变过程放出大量的能量, ,平均每个核子放出的能量平均每个核子放出的能量, ,比裂变比裂变反应中每个核子放出的能量大反应中每个核子放出的能量大3 3至至4 4倍。倍。质量较大质量较大热核反应热核反应聚变反应比裂变反应更剧烈。聚变反应比裂变反应更剧烈。对环境污染较少。对环境污染较少。自然界中聚变反应原料丰富。自然界中聚变反应原料丰富。(3)(3)典型的聚变反应方程典型的聚变反应方程: :23411120HHHen17.60 MeV3.3.核反应的四种类型核反应的四种类型类型类型可控性可控性核反应方程典例核反应方程典例衰

12、变衰变衰变衰变自发自发衰变衰变自发自发人工转变人工转变人工人工控制控制( (卢瑟福发现质子卢瑟福发现质子) )( (查德威克发现中子查德威克发现中子) )( (约里奥约里奥居居里夫妇发现里夫妇发现放射性同位素放射性同位素及正电子及正电子) )2382349290 UTh_42He2342349091ThPa_01e14417728NHeO_11H4912246HeBeC_10n2743013215AlHeP_10n30301514PSi_01e类型类型可控性可控性核反应方程典例核反应方程典例重核裂变重核裂变比较容易进行比较容易进行人工控制人工控制轻核聚变轻核聚变除氢弹外无法除氢弹外无法控制控制

13、2351144899205636UnBaKr_103 n2351136909205438UnXeSr_1010 n234112HHHe_10n【思考辨析】【思考辨析】(1)(1)天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分。天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分。( )( )(2)(2)射线是光子流。射线是光子流。( )( )(3)(3)原子核是由质子和电子组成的。原子核是由质子和电子组成的。( )( )(4)(4)人造放射性同位素被广泛地应用。人造放射性同位素被广泛地应用。( )( )(5)(5)发生发生衰变时，新核的核电荷数不变。衰变时，新核的核电荷数不变。( )( )(6)(6)核力是弱相互作

14、用，作用力很小。核力是弱相互作用，作用力很小。( )( )(7)(7)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化。可以相互转化。( )( )分析：分析：天然放射现象表明原子核并非绝对稳定，也可以变化，天然放射现象表明原子核并非绝对稳定，也可以变化，即原子核是有结构的，即原子核是有结构的，(1)(1)对。对。射线本质是高速运动的电子射线本质是高速运动的电子流，流，(2)(2)错。原子核是由质子和中子组成的，错。原子核是由质子和中子组成的，(3)(3)错。与天然放错。与天然放射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可

15、射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状。它的半衰期比天然放射性物质短得多，以制成各种所需的形状。它的半衰期比天然放射性物质短得多，废料易处理，所以被广泛地应用，废料易处理，所以被广泛地应用，(4)(4)对。发生对。发生衰变时，新衰变时，新核的核电荷数增加核的核电荷数增加1 1，(5)(5)错。核力是强相互作用的一种表现，错。核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在它的作用范围在1.51.51010-15-15 m m之内，核力比库仑力大得多，之内，核力比库仑力大得多，(6)(6)错。错。E=mcE=mc2 2说明能量和质量之间存在着联系，即能量和质量之说明

16、能量和质量之间存在着联系，即能量和质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，的关系，(7)(7)错。错。考点考点 1 1 原子核的衰变半衰期原子核的衰变半衰期( (三年三年9 9考考) )深化理解深化理解【考点解读】【考点解读】1.1.衰变、衰变、衰变的比较衰变的比较衰变类型衰变类型衰变衰变衰变衰变衰变方程衰变方程AA 44ZZ 22XYHeAA0ZZ 11XYe衰变类型衰变类型衰变衰变衰变衰变衰变实质衰变实质2 2个质子和个质子和2 2个中子结合个中子结合成一个整体射出成一个整体射出1 1个中子转化为个中子转化为

17、1 1个个质子和质子和1 1个电子个电子匀强磁场匀强磁场中轨迹形中轨迹形状状衰变规律衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒1141022 H2 nHe110011nHe2.2.半衰期半衰期(1)(1)半衰期的计算半衰期的计算根据半衰期的概念根据半衰期的概念, ,可总结出公式。可总结出公式。N N余余=N=N原原( )( )t/t/，m m余余=m=m原原( )( )t/t/。式中。式中N N原原、m m原原表示衰变前的放表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，射性元素的原子数和质量，N N余余、m m余余表示衰变后尚未发生衰变表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的

18、原子数和质量，的放射性元素的原子数和质量，t t表示衰变时间，表示衰变时间，表示半衰表示半衰期。期。1212(2)(2)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同的放射性元素量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差别很大。半衰期不同，有的差别很大。(3)(3)适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰

19、变。变。【典例透析【典例透析1 1】(1)(1) ( (钍钍) )经过一系列经过一系列衰变和衰变和衰变衰变, ,变成变成 ( (铅铅) )。以下说法正确的是。以下说法正确的是( )( )A.A.铅核比钍核少铅核比钍核少8 8个质子个质子B.B.铅核比钍核少铅核比钍核少1616个中子个中子C.C.共经过共经过4 4次次衰变和衰变和6 6次次衰变衰变D.D.共经过共经过6 6次次衰变和衰变和4 4次次衰变衰变23290Th20882Pb(2)(2)约里奥约里奥居里夫妇发现放射性元素居里夫妇发现放射性元素 衰变成衰变成 的同时放的同时放出另一种粒子出另一种粒子, ,这种粒子是这种粒子是_。 是是 的

20、同位素的同位素, ,被被广泛应用于生物示踪技术广泛应用于生物示踪技术,1 mg,1 mg的的 随时间衰变的关系如图随时间衰变的关系如图所示所示, ,请估算请估算4 mg4 mg的的 经多少天的衰变后还剩经多少天的衰变后还剩 0.25 mg?0.25 mg?3015P3014Si3015P3215P3215P3215P【解题探究】【解题探究】(1)(1)衰变满足的两个守恒规律：衰变满足的两个守恒规律：_。_。(2)(2)剩余质量的计算公式剩余质量的计算公式m m余余= = 。电荷数守恒电荷数守恒质量数守恒质量数守恒t1m ( )2原【解析】【解析】(1)(1)选选A A、B B、D D。设。设衰

21、变次数为衰变次数为x,x,衰变次数为衰变次数为y,y,由由质量数守恒和电荷数守恒得质量数守恒和电荷数守恒得232=208+4x232=208+4x，90=82+2x-y,90=82+2x-y,解得解得x=6,y=4,Cx=6,y=4,C错错D D对。对。铅核、钍核的质子数分别为铅核、钍核的质子数分别为8282、90,90,故故A A对。对。铅核、钍核的中子数分别为铅核、钍核的中子数分别为126126、142,142,故故B B对。对。(2)(2)写出衰变方程为写出衰变方程为故这种粒子为故这种粒子为 ( (正电子正电子) )由由m -tm -t图知图知 的半衰期为的半衰期为1414天天, ,由由

22、m m余余= = 得得0.25 mg=4 mg0.25 mg=4 mg , ,故故t=56t=56天。天。答案：答案：(1)A(1)A、B B、D (2)D (2)正电子正电子 5656天天t1m ( )2原t141( )23030015141PSie01e3215P【总结提升】【总结提升】衰变次数的确定方法衰变次数的确定方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素元素 经过经过n n次次衰变和衰变和m m次次衰变后，变成稳定的新元素衰变后，变成稳定的新元素 ，则表示该核反应的方程为：，则表示该核反应的方程为：根据质量数守

23、恒和电荷数守恒可列方程根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A=A+4n Z=Z+2n-mA=A+4n Z=Z+2n-mAZXAZYAA40ZZ21XYn Heme由以上两式联立解得由以上两式联立解得n= ,m= +Z-Zn= ,m= +Z-Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。方法二：因为方法二：因为衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数。衰变的次数。AA4AA2【变式训练】【变式训练】(1)(1)原子核原

24、子核 经放射性衰变经放射性衰变变为原子核变为原子核 ，继而经放射性衰变，继而经放射性衰变变为原子核变为原子核 ，再经放射性衰，再经放射性衰变变变为原子核变为原子核 。放射性衰变。放射性衰变、和和依次为依次为( )( )A.A.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变B.B.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变C.C.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变D.D.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变23892U23490Th23491Pa23492U(2)(2)法国科学家贝可勒尔在法国科学家贝可勒尔在18961896年发现了天然放射现象。如图年发现了天然放射现象。如图反映的是放射性元素铀核衰变的特性曲线。由图可知，铀

25、的半反映的是放射性元素铀核衰变的特性曲线。由图可知，铀的半衰期为衰期为_年；请在下式的括号中，填入铀在衰变过程年；请在下式的括号中，填入铀在衰变过程中原子核放出的粒子的符号中原子核放出的粒子的符号: +( ): +( )2382349290UTh【解析】【解析】(1)(1)衰变过程中电荷数、质量数守恒，由题意可得衰衰变过程中电荷数、质量数守恒，由题意可得衰变方程分别为：变方程分别为： 选项选项A A正确，选项正确，选项B B、C C、D D错误。错误。(2)(2)根据半衰期的定义，由铀核衰变的特性曲线可知，铀的半根据半衰期的定义，由铀核衰变的特性曲线可知，铀的半衰期为衰期为1 6201 620

26、年；核反应遵循电荷数守恒，故衰变过程中放出年；核反应遵循电荷数守恒，故衰变过程中放出的粒子的电荷数为的粒子的电荷数为Z=92-90=2Z=92-90=2，核反应遵循质量数守恒，故衰，核反应遵循质量数守恒，故衰变过程中放出的粒子的质量数为变过程中放出的粒子的质量数为A=238-234=4A=238-234=4，故铀核在衰变，故铀核在衰变过程中原子核放出的粒子的符号为过程中原子核放出的粒子的符号为 。答案：答案：(1)A (2)1 620(1)A (2)1 620238234423423409290290911UThHe,ThPae,234234091921PaUe，42He42He考点考点 2

27、2 核反应类型与核反应方程核反应类型与核反应方程( (三年三年1313考考) )深化理解深化理解【考点解读】【考点解读】(1)(1)核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变。核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变。(2)(2)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接。向箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接。(3)(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。个守恒规律杜撰出生成物来写核反

28、应方程。(4)(4)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化。应前后的总质量一般会发生变化。(5)(5)核反应遵循电荷数守恒。核反应遵循电荷数守恒。【典例透析【典例透析2 2】(1)(1)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有的有( )( )A. A. 是是衰变衰变B. B. 是是衰变衰变C. C. 是轻核聚变是轻核聚变D. D. 是重核裂变是重核裂变(2)(2)现有四个核反应：现有四个核反应：A. A. B. B. C. C. D. D. 23411120HHHe

29、n238234492902UThHe1441717281NHeOH23411120HHHen8282034361SeKr2 e 2351891920360UnXKr3 n2424011121NaMge491212460HeBeCn_是发现中子的核反应方程，是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹的基本是研究原子弹的基本核反应方程，核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程。是研究氢弹的基本核反应方程。求求B B中中X X的质量数和中子数。的质量数和中子数。【解题探究】【解题探究】(1)(1)核反应的四种类型的特点是核反应的四种类型的特点是衰变：衰变：_ _ _。人工转变：人工转变：_。重核裂变重核

30、裂变_。轻核聚变：轻核聚变：_。 一个原子核自发放出一个原子核自发放出粒子或粒子或粒子，变成另粒子，变成另一种原子核一种原子核原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核重核在中子的轰击下分裂成两个中等质量核的过重核在中子的轰击下分裂成两个中等质量核的过程程两个轻核聚合成质量较大的核的过程两个轻核聚合成质量较大的核的过程(2)(2)典型的核反应方程有哪些？典型的核反应方程有哪些？提示：提示：发现质子的核反应方程，发现中子的核反应方程，发现发现质子的核反应方程，发现中子的核反应方程，发现人工放射性同位素的核反应方程，研究原子弹的核反应方程，人工放射性同位素的核反应方程

31、，研究原子弹的核反应方程，研究氢弹的核反应方程。研究氢弹的核反应方程。【解析】【解析】(1)(1)选选A A、C C。衰变是原子核自发地放出。衰变是原子核自发地放出或或粒子的粒子的核反应，衰变方程的特点是箭头的左边只有一个原子核，箭头核反应，衰变方程的特点是箭头的左边只有一个原子核，箭头的右边出现的右边出现或或粒子；聚变反应的特点是箭头的左边是两个粒子；聚变反应的特点是箭头的左边是两个轻核，箭头的右边是较大质量的原子核；裂变方程的特点是箭轻核，箭头的右边是较大质量的原子核；裂变方程的特点是箭头的左边是重核与中子反应，箭头右边是中等质量的原子核。头的左边是重核与中子反应，箭头右边是中等质量的原子

32、核。综上所述，综上所述，A A、C C正确。正确。(2)(2)人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核原子核, ,箭头的右边也是常见元素的原子核。箭头的右边也是常见元素的原子核。D D是查德威克发现是查德威克发现中子的核反应方程，中子的核反应方程，B B是裂变反应，是研究原子弹的核反应方是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程。程。A A是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程。是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程。由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X X质量数为质量数为144144，电荷，电荷数为数为5656

33、，所以中子数为，所以中子数为144-56144-568888。答案：答案：(1)A(1)A、C (2)C (2)D B A D B A 144 88144 88【总结提升】【总结提升】核反应方程的书写方法核反应方程的书写方法(1)(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子如质子( )( )、中子、中子( )( )、粒子粒子( )( )、粒子粒子( )( )、正、正电子电子( )( )、氘核、氘核( )( )、氚核、氚核( )( )等。等。(2)(2)掌握核反应方程遵守的规律是正确书写核反应方程或判断掌握核反应方程遵守的规律是

34、正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律。守恒和电荷数守恒的规律。(3)(3)熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很快写出正确的核反应方程。快写出正确的核反应方程。11H10n42He01e01e21H31H【变式训练】【变式训练】(2011(2011海南高考海南高考)2011)2011年年3 3月月1111日，日本发生九日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄漏的污染物中级大地震，造成福岛核电站的核泄漏

35、事故。在泄漏的污染物中含有含有131131I I和和137137CsCs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映131131I I和和137137CsCs的衰变过程，它们分别是的衰变过程，它们分别是_和和_(_(填入填入正确选项前的字母正确选项前的字母) )。131131I I和和137137CsCs原子核中的中子数分别是原子核中的中子数分别是_和和_。A. B. A. B. C. D. C. D. 13711560XBan13102541XXee13

36、703561XBae13114541XXep【解析】【解析】衰变的种类有衰变的种类有衰变和衰变和衰变，衰变中放出的粒子是衰变，衰变中放出的粒子是氦核或电子而不会是质子或中子，故氦核或电子而不会是质子或中子，故A A、D D错误，或从质量数守错误，或从质量数守恒可知恒可知X X1 1、X X4 4的质量数分别是的质量数分别是138138，132132，故它们不会是，故它们不会是131131和和137137CsCs的衰变。的衰变。由质量数守恒和电荷数守恒可知由质量数守恒和电荷数守恒可知X X2 2、X X3 3分别是分别是 、 ，而，而中子数等于质量数与核电荷数的差值，故它们的中子数分别为中子数等

37、于质量数与核电荷数的差值，故它们的中子数分别为7878、8282。答案：答案：B C 78 82B C 78 821315313755Cs考点考点 3 3 核能核能( (三年三年7 7考考) )深化理解深化理解【考点解读】【考点解读】1.1.质能方程的理解质能方程的理解(1)(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即量成正比，即E=mcE=mc2 2。方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质比关系，

38、物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。量也减少。(2)(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损核子在结合成原子核时出现质量亏损m,m,其能量也要相应其能量也要相应减少，即减少，即E=mcE=mc2 2。(3)(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加mm，吸收的能量为，吸收的能量为E=mcE=mc2 2。2.2.核能释放的两种途径的理解核能释放的两种途径的理解中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定。中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定。(1)(1)使较重的核分裂成中等大小的核。使较重的核分裂成中等大小

39、的核。(2)(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。都可以释放能量。【典例透析【典例透析3 3】钚的放射性同位素钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核激发静止时衰变为铀核激发态态 、粒子粒子, ,而铀核激发态而铀核激发态 立即衰变为铀核立即衰变为铀核 , ,并放出能量为并放出能量为0.097 MeV0.097 MeV的的光子。已知光子。已知: : 、 和和粒粒子的质量分别为子的质量分别为m mPuPu=239.052 1 u=239.052 1 u、m mU U=235.043 9 u=235.043 9 u和和

40、m m= =4.002 6 u,1 u=931.5 MeV/c4.002 6 u,1 u=931.5 MeV/c2 2。(1)(1)写出衰变方程写出衰变方程; ;(2)(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略已知衰变放出的光子的动量可忽略, ,求求粒子的动能。粒子的动能。23994Pu235*92U235*92U23592U23994Pu23592U【解题探究】【解题探究】(1)(1)计算核能的步骤是什么？计算核能的步骤是什么？提示：先计算质量亏损提示：先计算质量亏损m,m,再由再由E=mcE=mc2 2求核能。求核能。(2)(2)分析此衰变过程满足的两个规律分析此衰变过程满足的两个规律能量：能量：_。动量：动量：_。能量守恒能量守恒动量守恒动量守恒【解析】【解析】(1)(1)衰变方程为衰变方程为 + + + + 或合起来有或合起来有 + + (2)(2)上述衰变过程的质量亏损为上述衰变过程的质量亏损为m=mm=mPuPu-m-mU U-m-m 放出的能量为放出的能量为E=mcE=mc2 2 EE是铀核是铀核 的动能的动能E EU U、粒子的动能粒子的动能E E和和光子的能量光子的能量E E之和，之和，E=EE=EU U+E+E+E+E 可得可得E EU U+E+E=(m=(mPuPu-m-mU U-m