原子核-2025高三物理总复习

W十六,

波粒二象性原子结构与原子核

第3讲原子核

［课标要求］1.了解原子核的组成和核力的性质，知道四种基本相互作用，能根据质量数守恒

和电荷数守恒写出核反应方程。2.了解放射性和原子核衰变，知道半衰期及其统计意义，了解

放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。3.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核

聚变反应，关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。

考点一原子核的衰变半衰期

|g知识梳理>»

i.天然放射现象

⑴天然放射现象：放射性元素宜发地发出射线的现象。首先由贝克勒尔发现,天然放射现象的

发现，说明原子核具有复杂的结构。放出的射线有a射线、|3射线、丫射线三种。

(2)放射性同位素的应用与防护

①放射性同位素:有天然放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。

②应用：工业测厚、放射治疗、作为示踪原子等。

2.三种射线的比较

名称构成符号电荷量质量电离能力穿透能力

a射线氮核3He2e4uW

1

P射线Ai-?e-e-------u较强

1836

Y射线光子Y00最弱

3.原子核的组成

(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。质子带正电，中子不带电。

(2)基本关系

①核电荷数(0=质子数=元素的原子序数=中性原子的核外电子数。

②质量数(Z)=核子数=质子数+中子数。

4.放射性元素的衰变、半衰期

(1)原子核的衰变

①原子核放出遢子或P粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。

②规律：电荷数和质量数都守恒。

③分类

a衰变：fX^OY+lHe,例：2^U^2^Th+lHe

B衰变：织一Nz+iY+生，例：2躺Th-2转Pa+一怕

(2)半衰期

①定义：放射性元素的原子核有生数发生衰变所需的时间。

②影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外

部条件没有关系。

③公式：N=N(rD，m余=加0。°^。

【高考情境链接】

(2023•浙江1月选考•改编)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮

14会产生以下核反应：用N+，n-】2C+］H,产生的4c能自发进行p衰变，其半衰期为5730年，

利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。

判断下列说法的正误：

(1*C发生p衰变时新原子核质量数不变，电荷数加1。(J)

(2)发生p衰变时一个中子转化为一个质子和一个电子。(J)

(3)高温高压会引起的半衰期发生微小变化。(X)

(4)经过两个半衰期，古木样品的里C含量为活体植物的5(V)

学生用书第345页

|E3核心突破>>>

1.确定衰变次数的方法

(1)设放射性元素4X经过八次a衰变和加次p衰变后，变成稳定的新元素多Y,则表示该核反应的

方程为2X-4；Y+/He+加一照。

根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程

0=4+4及

V=Z'+2n-m

(2)因为p衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定a衰变的次数，然后再根据电荷数确定0衰

变的次数。

2.a衰变'P衰变的比较

衰变

a衰变P衰变

类型

衰变

织-二Y+3He夕X-z」Y+_9e

方程

2个质子和2个中子结合成一1个中子转化为1个质子和1

衰变

个整体射出个电子

实质

1

2]H+211nTHe血f]H+J?e

匀强磁

场中轨

迹形状

衰变

电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒

规律

考向1半衰期的有关计算

例DW放射性同位素社物Th经一系列a、J3衰变后生成氨?Rm以下说法正确的是()

A.每经过一次a衰变原子核的质量数会减少2

B.2能配的半衰期约为1分钟，所以2分钟后1g2四Rn原子核就将全部衰变完

C.放射性元素钮2“Th的原子核比氮2煞小原子核的中子数少4

D.钮2附欢衰变成氨2四而一共经过3次a衰变和2次J3衰变

答案：D

解析：每经过一次a衰变原子核的质量数会减少4,A错误；经过两个半衰期，2四Rn原子核剩余

的质量加至二日二=1™,15错误；放射性元素包物Th的原子核的中子数232—90=142,M2^gRn

4

原子核的中子数220—86=134,所以放射性元素牡2弱Th的原子核比氮2留3原子核的中子数多

8,故C错误；牡碗Th衰变成氨2煞血，可知质量数少12,电荷数少4,因为经过一次a衰变，

电荷数少2,质量数少4,经过一次p衰变，电荷数多1,质量数不变，可知经过3次a衰变，2

次B衰变，故D正确。

考向2衰变次数的确定

例/收多选)(2023•福建5月质检)2®U经过若干次a衰变和B衰变后变为Wb,下列说法正确的

是()

A.a射线的穿透能力比p射线的强

B.a射线的电离能力比P射线的弱

C.2骸u比强pb多22个中子

D.衰变过程中共发生了8次a衰变和6次B衰变

答案：CD

解析：根据a、6y三种射线特点可知，a射线的电离本领最强，穿透本领最低，故A、B错误；

2朗U与镯Pb的中子数之差(238—206)—(92—82)=22个,故C正确；在a衰变的过程中，电荷数

少2,质量数少4,在。衰变的过程中，电荷数多1,有2加一〃=10,4m=32,解得加=8,〃=6,

故D正确。故选D。

考向3磁场中原子核的衰变与动量守恒定律的综合

例❸收多选)(2023•湖南郴州二模)云室中能显示射线的径迹，加匀强磁场，从带电粒子运动轨迹

的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性，天

然放射性元素的原子核X静止在匀强磁场4点，发生衰变放射出粒子并变成新原子核Y,放射

出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两外切圆的半径之比吊：&=42：1；假设衰变释放的

能量全部转化成粒子和新核的动能。下列说法正确的是()

A.原子核X的核电荷数为86

B.该衰变放出的是a粒子

C.该衰变放出的是。粒子

D.该核反应过程动量守恒

答案：ABD

解析：原子核衰变时，除了相互作用力之外，系统受到的合外力为零，动量守恒。由动量守恒定

律得加1%+加2H=0,所以两新核衰变后运动方向相反，根据轨迹外切，说明两新核带同种电荷,

所以该衰变属于a衰变，根据牛顿第二定律得0阳=加一，解得H=——，所以有4：&=农：/，

RqB

因为a粒子电量较小，所以凡是a粒子半径，因为a粒子核电荷数为2,所以原子核Y的核电荷数

为84,原子核X的核电荷数为86。故选ABD。

学生用书第346页

考点二核反应类型与核反应方程

113知识梳理>>〉

1.重核裂变

(1)定义：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。

⑵特点

①裂变过程中释放出巨大能量。

②裂变的同时能够释放出2〜3(或更多)个生王。

③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，但三分裂和四分裂概

率比较小。

(3)典型的裂变反应方程：

2第U+8n-嘿Ba+狷Kr+3应。

(4)链式反应：由重核裂变产生的生王使核裂变反应一代接一代继续下去的过程。

(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。

(6)裂变的应用：原子弹、核反应堆。

(7)反应堆构造：核燃料、慢化剂、控制棒、防护层。

2.轻核聚变

(1)定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又

叫热核反应。

⑵特点

①产能效率高；②燃料的储量丰富；③安全、清洁。

(3)典型的聚变反应方程

i2H+?H->^He+in+17.6MeV。

【高考情境链接】

(2023・湖南高考・改编)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创

下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出

了重要的一步。

判断下列说法的正误：

(1)相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多。(J)

(2)笈僦核聚变的核反应方程为JH+汨-蛆e+de。(X)

(3)核聚变的核反应燃料主要是铀235。(X)

(4)核聚变反应过程中没有质量亏损。(X)

113核心突破》>

1.核反应过程的四种类型

类型可控性核反应方程典例

a衰变自发2馥H附n+He

衰变

0衰变自发2断h-2拙a+_9e

号N+史e-VO+IH

(卢瑟福发现质子)

扭e+?Be一峪C+山

(查德威克发现中子)

人工转变人工控制

召A1+夕He—超P+Jn

(约里奥•居里夫妇

发现放射性同位素)

比较容易进2/U+也-嘿Ba+狷Kr+3加

重核裂变

行人工控制2躬U+An—*1鸵Xe+?§Sr+10in

轻核聚变很难控制JH+VH一夕He+血+17.6MeV

2.核反应方程式的书写

(1)熟记常见粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子(IH)、中子(血)、a粒子《He)、。粒

子(_义)、正电子(Ye)、气核(?H)、僦核(汨)等。

(2)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“1”表示反应方向。

⑶核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。

学生用书第347页

例E!《(多选)对四个核反应方程⑴2弱U―2败11+蛆e；(2)2髓Th―2针pa+「le；(3*N+犯e一年O

+1H；(4)/H+汨一史e+Jn+17.6MeV,下列说法正确的是()

A.(1)(2)式核反应没有释放能量

B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程

C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程

D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一

答案：CD

解析：方程(1)是a衰变，方程(2)是p衰变，在反应过程中均有核能释放，故A错误；方程(3)是第

一次实现原子核的人工转变，不是衰变方程，故B错误，C正确；利用激光可引发方程(4)代表

的核聚变，是正在尝试的技术之一，故D正确。

对点练1.(2023•江苏扬州高三联考)下列关于核衰变和核反应的类型的表述正确的是()

A.JH+PH-汨e+An是a衰变

B.VC—VN+J?e是0衰变

C.2莪u-288Th+3He是重核裂变

D.陷N+血一年C+IH是轻核聚变

答案：B

解析：FH+jHTHe+dn是轻核聚变，故A错误；依一号N+J?e是0衰变，故B正确；W^2^Th

+，He是a衰变，故C错误；VN+Jn-YC+IH是原子核的人工转变，故D错误。故选B。

对点练2.科学家通过辐射探测器发现闪电能够引发大气核反应，并产生放射性同位素。其中一种

典型的核反应如图所示，闪电产生的高能丫射线把MN原子核里的中子移除出去，产生不稳定的

原子核a,a再衰变成中微子(质量数和电荷数均为零)、正电子和稳定的原子核b。贝1)()

A.a是VN,b是空C

B.a是VC,b是尤

C.a是rN,b是VC

D.a是VN,b是1背C

答案：C

解析：根据质量数和电荷数守恒，闪电产生的高能y射线把"N原子核里的中子移除出去，质量

数减少，电荷数不变，所以a是叩N,a再衰变成中微子、正电子和稳定的原子核b,新核b的质

量数不变，电荷数减少，即b是VC。故选C。

对点练3.(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列关于核反

应方程的说法正确的是()

A.衰变方程2馥U-288Th+X中X是电子

B.衰变方程2懿Th—2转Pa+Y中Y是电子

C.核聚变反应方程iH+i2H一,He+aJn中。=2

D.核裂变反应方程2馥U+比一嘿Ba+甥Kr+从n中b=3

答案：BD

解析：根据电荷数与质量数守恒可知：X是氨核，故A错误；Y是电子，故B正确；。=1,故

C错误；b=3,故D正确。

考点三质量亏损及核能的计算

113知识梳理》＞

1.核力

(1)概念：原子核内部，核壬所特有的相互作用力。

(2)特点：核力是强相互作用力、短程力，只发生在相邻的核子间。

2.结合能

(1)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们今丑需要的能量，叫作原子的

结合能。

(2)比结合能：原子核的结合能与核子数之比,叫作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大,

原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。

3.核能

2

(1)质能关系：E=mco

(2)核能的释放：核子在结合成原子核时出现质量亏损△加，其释放的能量A£=&@。

（3）核能的吸收：原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加△加，吸收的能量为

=△加。2。

【高考情境链接】

（2023•浙江6月选考•改编）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将磁Pu衰变

释放的核能一部分转换成电能。2掰雨的衰变方程为2明而一房U+蛆e

判断下列说法的正误：

（1）2弱Pu中任何两个核子之间均存在核力。（义）

（2）生成物W更稳定，比缱Pu的比结合能更大。（力

（3）质能方程表明2薛Pu损失的一部分质量转化为能量。（<）

|g核心突破〉》

核能的计算方法

|书写核反应方程|一T计算质量亏损一南市£=珈〃，计算释放的核能|

学生用书第348页

1.根据AE=△加，计算，计算时△用的单位是“kg”，。的单位是“m/s”，AE的单位是“J”。

2.根据AE=AmX931.5MeV/u计算。因1原子质量单位（u）相当于931.5MeV的能量，所以计算

时Am的单位是“u”，AE的单位是“MeV”。

例国"一个静止的铀核2弱u（质量为232.0372u）放出一个a粒子（质量为4.0026u）后衰变成钮核

2掰Th（质量为228.0287u）。已知1u相当于931MeV的能量。下列说法正确的是（）

A.该核衰变反应方程为2弱U-2躺Th+蛆e

B.该核衰变反应中释放出的核能为0.059MeV

C.该反应产生的钻核和a粒子的动量相同

D.假设反应中释放出的核能全部转化为包核和a粒子的动能，则钮核获得的动能约为0.017MeV

【审题指导】（1）算出核反应质量亏损，然后根据“lu相当于931MeV的能量”计算释放的核

能。

（2）核反应过程满足动量守恒和能量守恒。

答案：A

解析：由题意可知，该核衰变反应方程为啰U―2强Th+夕He,故A正确；质量亏损△加=（232.037

2-4.0026-228.0287）u=0.0059u,释放出的核能A£=A/«x931MeV=0.0059x931MeV~5.49

MeV,故B错误；由该核衰变反应过程中系统动量守恒，可知反应后的牡核和a粒子的动量大小

相等、方向相反，即pTh=—Pa，晶产外，Eka=^->EkTh+Eka=凶，所以牡核获得的动能

2/MTh2加a

EkTh=———XAE----x5.49MeVM.095MeV,故C、D错误。

TMa+wrh4+228

对点练1.（2023•河南省大联考）我国科学家通过研究“嫦娥五号”带回的月球样品，发现其中含有

丰富的汨e03He可通过核反应汨e+X—蛆e+21H释放能量A^。已知汨e的质量为3.0160u,lHe

的质量为4.0026u,1H的质量为1.0078u,12H的质量为2.014lu,lu相当于931.5MeV的能

量。下列说法正确的是（）

A.X为i2H,920.42MeV

B.X为JH,AE=18.35MeV

C.X为汨e,AE=951.62MeV

D.X为汨e,12.85MeV

答案：D

解析：根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得，X的质量数为4+2—3=3,核电荷数为2+2

-2=2,所以X是犯e,反应前质量为如=3.0160u+3.0160u=6.0320u,反应后质量为加2

=4.0026u+2X1,0078u=6.0182u,反应过程质量亏损为△加=如一加2=0.0138u,则A£=0.013

8X931.5MeV^12.85MeV,故选D。

对点练2.（2023・重庆万州联考）核电站利用铀核裂变释放出能量，其主要核反应方程为硬U+

比一嘿Ba+端Kr+33n,如图为原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线，下列说法正确的是

()

A.为了调节中子数目以控制反应速度，核反应堆中需要在铀棒之间插进一些石墨。当反应过于

剧烈时，将石墨棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些

B.通常把核裂变物质能够发生链式反应的最大体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质

量

C.两个中子和两个质子结合成夕He核时释放的能量约为28MeV

D.aHe核的平均核子质量大于，Li核的平均核子质量

答案：C

解析：为了调节中子数目以控制反应速度，核反应堆中需要在铀棒之间插进一些镉棒，当反应过

于剧烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，故A错误;

通常把核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量,

故B错误；根据题图可知如e平均结合能约为7MeV,所以两个中子和两个质子结合成犯e核

时释放的能量约为E=4X7MeV=28MeV,故C正确；夕He核的比结合能大于§Li核的比结合

能，所以蛆e核的平均核子质量小于？Li核的平均核子质量，故D错误。故选C。

对点练3.（多选）一个被原子核（ZBe）从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生

成一个锂核GLi）,并放出一个不带电的质量接近零（质量可视为零）的中微子Ve，人们把这种衰变

叫“K俘获”。静止的镀核俘获电子的核反应方程为lBe+J/e-£i+ve,已知钺原子质量为“Be

=7.016929u,锂原子质量为MLi=7.016004u。已知lu的质量对应的能量约为9.3X102MeV=

下列说法中正确的是（）

A.衰变后的锂核与衰变前的被核相比，质量数不变，电荷数减少1

B.衰变后的锂核与衰变前的被核相比，质量数不变，电荷数不变

C.中微子所获得的能量E=0.86MeV

D.锂核所获得的动量PL产0

答案：ACD

解析：根据ZBe+.?e-4Li+%,可知衰变后的锂核与衰变前的镀核相比，质量数不变，电荷数减

2

少1,故A正确,B错误;在该核反应中质量亏损为△E=（MBe—MLi）X9.3X10MeV/u^0.86MeV,

所以中微子所获得的能量房0.86MeV,故C正确；根据动量守恒可知锂核所获得的动量次产0,

故D正确。

对应学生

课时测评76原子核

用书P499

（时间：45分钟满分：60分）

（本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！）

（选择题每题4分，共60分）

，基础巩固练

1.（2023•海南高考）钻元素衰变时会放出p粒子，其中p粒子是（）

A.中子B.质子C.电子D.光子

答案：C

解析：p粒子是电子，c正确。

2.（2023•全国甲卷）在下列两个核反应方程中X+/N-Y+40、Y+4Li-2X,X和Y代表两种

不同的原子核，以Z和4分别表示X的电荷数和质量数，则（）

A.Z=l,A=lB.Z=l,A=2

C.Z=2,A=3D.Z=2,4=4

答案：D

解析：设Y电荷数和质量数分别为加和"根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知，第一个

核反应方程的核电荷数和质量数满足/+14=篦+17,Z+7=m+8,第二个核反应方程的核电荷

数和质量数满足麓+7=%,加+3=2Z,联立解得Z=2,Z=4,故选D。

3.（2023・重庆高考）原子核碰U可以经过多次a和0衰变成为稳定的原子核明Pb,在该过程中，可

能发生的B衰变是（）

A.2煦Fr-熊Ra十一怕

B.2盘Bi_2翩。+_惶

C.2蔡Ra-2道Ac+.?e

D.2姆Po-2超At+_<?e

答案：A

解析：原子核磷U衰变成为稳定的原子核期Pb质量数减小了28,则经过了7次a衰变，中间生

成的新核的质量数可能为231、227、223、219、215、211,则发生。衰变的原子核的质量数为上

述各数，则B、C、D都不可能，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，选项A正确。故选A。

4.（2023・辽宁大连一模）对于质量为加。的放射性元素P，经过时间，后剩余p的质量为加，其图

线如图所示，从图中可以得到p的半衰期为（）

A.0.6dB.2.2d

C.3.0dD.3.6d

答案：C

解析：由题图可知，放射性元素的质量从2"，。变为与。，刚好衰变了一半的放射性元素，经历的

33

时间为一个半衰期，则有T=5.5d—2.5d=3.0d,故选C。

5.（2023•湖南彬州三模）下列说法正确的是（）

A.结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

B.2莪u衰变为哪Rn经过4次a衰变、2次0衰变

C.原子核发生。衰变过程中所放出的电子来自原子的外层电子

D.根据玻尔原子理论可知，一个氢原子核外电子从麓=4能级向低能级跃迁最多可辐射6种不

同频率的光子

答案：B

解析：比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故A错误；设2弱U衰变为

2诏Rn经过那次a衰变、九次P衰变，根据电荷数和质量数守恒可得92=86+加义2+〃*（-1）,238

=222+加X4+〃X0,联立解得加=4,n=2,故B正确；原子核发生p衰变过程中所放出的电子

来自中子转化为质子和电子，故C错误；根据玻尔原子理论可知，一个氢原子核外电子从〃=4

能级向低能级跃迁最多可辐射3种不同频率的光子，故D错误。故选B。

6.（多选）（2024•安徽高三联考）卢瑟福用a粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种核素X和一个质子，

这是人类第一次实现原子核的人工转变。已知a粒子、氮原子核号N、氧的核素X、质子的质量

分别为4.0026u、14.0073u、17.0045u、1.0078u,核反应时质量亏损1u释放的核能约为931

MeVo则下列说法正确的是（）

A.该轰击过程遵循动量守恒

B.核反应中吸收的能量约为2.23MeV

C.氧的核素X的核子数为16

D.该质子是He核或者N核中的一个中子转变而来的

答案：AB

解析：核轰击过程类似碰撞，遵循动量守恒，A正确；反应物的质量为加i=4.0026u+14.0073u

=18.0099u,生成物的质量为加2=17.0045u+1.0078u=18.0123u,核反应中质量增加，属于

吸能核反应，吸收的能量为A£：=（m21）X931MeV/u02.23MeV,故B正确；根据核反应中质

量数守恒，可知氧的核素X的核子数为4=14+4—1=17,故C错误；中子转变成一个质子和

一个电子是发生在。衰变中的，故D错误。故选AB。

7.（2023•广东湛江一模）实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。现在有一种“氟

电池”，它的体积比一元硬币还要小，有的心脏起搏器就是使用“僦电池”供电，使用寿命长达

v

20年。已知晁核的衰变方程为汨THe+J?e+e,其中丫e是质量可忽略不计的中性粒子，氟

核的半衰期为12.5年。设反应前汨的质量为M，反应后夕He的质量为机2,一Ye的质量为加3，

光在真空中的传播速度为下列说法正确的是（）

A.Z=2,4=3,原子核衰变时电荷数和质量数都守恒

B.100个汨经过25年后一定还剩余25个

C.田发生的是p衰变，。射线的穿透能力最强

D.该衰变过程释放的能量为（冽2+加3—加1）《2

答案：A

解析：根据原子核衰变时质量数与电荷数都守恒可得3=0+4,1=Z—1,解得4=3,Z=2,由

此可知汨发生的衰变为P衰变，B射线的穿透能力不是最强的，故A正确，C错误；由于半衰期

是一种统计规律，对少量的原子核不适用，故B错误；根据可知，该衰变过程释放的

能量为伽1一加2一加3）C2,故D错误。

8.（2023•河南周口高三联考）核动力电池也叫做放射性同位素电池，它将放射性同位素衰变产生

的能量转化为电能，能量密度大，可以为地质勘测、特殊探险行业等提供强大的电源支持，也会

让很多行业的后勤保障得到很大的提升。某种核动力电池利用了2黄Pu的衰变，衰变方程为

2罅Pu-领u+Y,下列说法正确的是（）

A.23894PU发生的是B衰变

B.一个2翦Pu衰变为2馥U释放的核能为（WPu-Wu）c2

C.新核领U的比结合能比强PU的大

D.衰变过程释放的能量为2罅Pu的结合能

答案：c

解析：由衰变方程的电荷数守恒和质量数守恒可知Y为蛆e,不是P衰变，A错误；一个甯Pu

衰变为硬U释放的核能为（加Pu一加U—加He）/,B错误；新核为U的比结合能比为Pu的大,衰变

过程释放的能量为反应后领U、纪Ie结合能的和与反应前2罅Pu结合能的差值，D错误，C正确。

故选C。

9.（2024•安徽安庆联考）我国自主研发的聚变一裂变混合反应堆的主体部分由“聚变堆芯”和

“裂变包层”等组成，“聚变堆芯”中笊、僦燃料发生可控热核聚变反应，输出大量高能中子，

“裂变包层”中的2筋U在高能中子的作用下可转变为磅U,2第U经过两次衰变后可变成磷Pu,

2明PU发生裂变反应能够稳定、可控地输出巨大的能量。1个领PU核“捕捉”一个中子发生裂变

反应，可产生两个新核Xl、X2，同时产生％个中子。已知缱Pu核、X]核、X2核和中子的质量

分别为M、加1、加2和阳n，光在真空中的传播速度为C，下列说法正确的是（）

A.“聚变堆芯”中发生的核反应方程为-H+汨一狙e+而

B.2弱u衰变为2机泣发生了2次a衰变

C.新核Xi的比结合能小于缱Pu核的比结合能

D.1个2明Pu核发生裂变反应释放的能量,=[»«一如一加2—（X—1）Wnlc2

答案：D

解析：核反应方程两边质量数不相等，故A错误；2朗U衰变为磷pu,衰变前后质量数没有变化，

质子数增加了2,所以是发生了2次p衰变，故B错误；1个磁Pu核“捕捉”一个中子发生裂变

反应，可产生两个中等质量的原子核，反应后新核的比结合能都比2窗PU大，故C错误；根据爱

因斯坦质能方程,可知mi—阳2一（％—1）阳故D正确。故选D。

，创新拓展练

10.（2024•辽宁省联考）核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。

核反应堆中的“燃料”是避U,核反应方程为峨U+JnTgSr+嗡Xe+如1,以下正确的是（）

A.核反应方程式中x=9

B.2馥U的中子数比1桨S的多91个

C.2蓟u的比结合能比1就Xe的大

D.2第u的结合能比段Sr的大

答案：D

解析：核反应中质量数守恒、电荷数守恒，可得％=10,故A错误；2/U的中子数为143,哦Xe

中子数为82,中子数相差61,故B错误；重核裂变生成物的原子核更稳定，比结合能变大，故

C错误；核子数多，结合能大，故硬U的结合能比裁Sr的大，故D正确。

11.（多选）静止的小Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为4、

及。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（）

A.2丛Bi-2MPo+_（?eB.2丛Bi-2好n+蛆e

C.Ri:R2=84：1D.Ri：&=81：2

答案：AC

1/2加/

解析：由左手定则可知此核衰变为p衰变，故A正确，B错误；由夕阳=加一可知火=——，由动

RqB

量守恒定律知，衰变后两粒子的动量加，大小相同，所以4：&=@：卬=84：1,故C正确，D

错误。

12.（2024•安徽合肥模拟）太阳之所以能辐射出巨大的能量，就是内部氢核聚变的结果。假定地球

单位面积接受太阳直射能量的功率为尸，地球到太阳中心的距离为r,太阳可用于氢核聚变的质

量为加，光在真空中传播的速度为。，太阳的寿命大约是（）

.me2„me3

A.----------------------B.-----

4兀Pf3