核反应　结合能++高二下学期物理教科版选择性必修第三册

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核反应结合能第五章

原子核与基本粒子Highschoolphysics理解原子核的结合能和比结合能02知道核反应及其遵循的规律，会正确书写核反应方程式01重点认识原子核的质量亏损，并能应用质能方程进行相关计算03重难点衰变是原子核的自发变化，科学家更想人工控制原子核的变化。如何实现原子核结构的人工转变？[点击图片

播放视频]用α粒子、质子、中子、光子或高能电子去轰击一些原子核，可以制造出一些新的元素及新的放射性同位素01核反应核反应原子核与原子核，或者原子核与其他粒子相互作用产生新核的过程(1)条件：用α粒子、质子、中子、光子或高能电子轰击原子核(2)实质：粒子打入原子核内部使核发生了转变遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒不是粒子与核碰撞将原子核打开原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子(2)1932年查德威克用α粒子轰击铍，发现了中子：(3)1934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程

人类第一次实现原子核的人工转变是用α粒子、质子、中子或γ光子轰击原子核发生的变化原子核的人工转变是具有放射性的不稳定核自发进行的变化衰变衰变和原子核的人工转变有什么不同？

答案发现质子的核反应方程

答案发现中子的核反应方程

核反应方程书写核反应过程中一般会发生质量的变化电荷数守恒、质量数守恒中间用箭头，不能写成等号020103不是质量守恒

一般不可逆02原子核结合能在一个原子核里，核力将核子紧密结合在一起，例如氘核就是靠核力把一个质子和一个中子结合起来，要把它分离为孤立的质子和中子必须要施力并做功。那么是氘核具有较多的能量，还是氘核分离以后的质子和中子具有较多的能量？氘核分离以后的质子和中子具有较多的能量原子核的结合能由分散的核子结合成原子核的过程中所释放出的能量，非常巨大这个能量也是把原子核分成核子时吸收的能量例如，对于核反应：

(2)质能方程：ΔE＝Δmc2质量亏损质能方程(1)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象爱因斯坦狭义相对论关于质量与能量之间联系的方程质量为m的物体蕴含的能量E＝mc2核反应中发生的“质量亏损”说明核反应中质量不守恒，所以核反应前后质量数不守恒，这种认识正确吗？为什么？不正确“质量亏损”并不是质量消失，而是以能量的形式辐射出去在核反应前后，质量数守恒，是反应中核子总数不变对质能方程E＝mc2的理解一定的质量总是跟一定的能量相联系。一定质量的物体具有的总能量是一定的，E不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种能量的总和物体的总能量与其质量成正比。物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少ΔE＝Δmc2核反应过程中发生的质量亏损，并不是消失了，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给2.氘核是由1个中子和1个质子构成的，它们的静质量可分别取为：mp(质子质量)＝1.6726×10-27kg，mn(中子质量)＝1.6749×10-27kg，mH(氘核质量)＝3.3436×10-27kg，真空中光速c＝3.0×108m/s，1eV＝1.6×10-19J。试计算中子和质子结合成氘核过程的质量亏损以及氘核的结合能。质量亏损Δm＝(mp＋mn)－mH＝3.9×10-30kg根据质能方程ΔE＝Δm·c2＝3.51×10-13

J≈2.2MeV在这一过程中的质量亏损为Δm＝(mp＋mn)－mH＝1.672

6×10-27

kg＋1.674

9×10-27

kg－3.343

6×10-27

kg＝3.9×10-30

kg根据质能方程可知ΔE＝Δm·c2＝3.9×10-30×(3.0×108)2

J＝3.51×10-13

J≈2.2

MeV所以氘核的结合能约为2.2

MeV。

(2)求此衰变过程释放的核能为多少MeV？(保留两位有效数字)质量亏损为Δm＝m铀－m钍－mα＝0.072u根据公式ΔE＝Δmc2≈67MeV

核能的计算方法(1)根据核反应过程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm(2)根据ΔE＝Δmc2计算核能①若Δm的单位是千克，则需要将c＝3×108m/s代入，计算得到的ΔE的单位为焦耳②若Δm的单位是原子质量单位u，则ΔE＝Δm×931.5MeV，即用质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV。(1u相当于931.5MeV的能量)03比结合能曲线结合能越大原子核是不是越难被拆散？即：结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？如何才能反映原子核的稳定程度？比较核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度比结合能把原子核的结合能ΔE除以核子数A，称为原子核的比结合能也叫平均结合能

比结合能结合能核子数==如图所示是不同原子核的比结合能随核子数变化的曲线。(1)从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核相比，比结合能有什么特点？哪种原子核最稳定？中等质量的原子核的比结合能较大，原子核最稳定轻核的比结合能曲线有较大起伏(2)比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时是吸收能量还是释放能量？为什么？先将比结合能较小的原子核A拆散为一个个质子和中子吸收能量E1，然后重新组合成新核B，释放能量E2释放能量A比结合能较小，核子数不变，故E1<E2，整个过程释放能量

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实质：粒子打入原子核内部使核发生了转变核反应核反应

结合能原子核与原子核，或者原子核与其他粒子相互作用产生新核的过程条件：用α粒子、质子、中子、光子或高