习题课6 核反应及核能的计算 题型一 核反应及分类 INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF" 1．衰变：放射性元素的原子核自发放出某种粒子后变成新的原子核的变化。 (1)α衰变：X→Y＋He (2)β衰变：X→Y＋e 2．原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 (1)质子的发现：N＋He→O＋H(卢瑟福) (2)中子的发现：Be＋He→C＋n(查德威克) 3．裂变：一个重核分裂成两个中等质量的核，这样的核反应叫作裂变。如：U＋n→Ba＋Kr＋3n 4．聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作聚变。如：H＋H→He＋n INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF" 【例1】 在海军建军70周年阅兵式上，首先接受检阅的是“长征10号”战略导弹核潜艇，它是我国自主建造的排水量最大的潜艇，其动力源是核反应堆。关于核反应，下列说法正确的是( ) A．核反应C→N＋e为α衰变 B．核反应H＋H→He＋3n为β衰变 C．核反应U＋n→Ba＋Kr＋3n为裂变反应 D．核反应过程遵循核电荷数守恒和质量守恒 [解析] 核反应C→N＋e释放的是高速电子流，为β衰变，A错误；核反应H＋H→He＋3n是轻核聚变，B错误；核反应U＋n→Ba＋Kr＋3n是可控核反应，为重核裂变，C正确；核反应遵循核电荷数守恒，但因为核反应一般都会释放大量的热，存在质量亏损，所以质量不守恒，D错误。 [答案] C [针对训练1] 在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是_____，属于β衰变的是_____，属于裂变的是_____，属于聚变的是_____。(填正确答案标号) A．C→N＋e B．P→S＋e C．U→Th＋He D．N＋He→O＋H E．U＋n→Xe＋Sr＋2n F．H＋H→He＋n 解析：α衰变是一种放射性衰变，α粒子(He)会从原子核中射出，C项符合要求；β衰变是指原子核内自发地放出一个电子(e)，同时原子序数加1的过程，A、B两项符合要求；裂变是指一些质量非常大的原子核，如铀、钍和钚等在吸收一个中子后分裂成两个或多个质量较小的原子核，同时放出多个中子和很大能量的过程，E项符合要求；聚变是指由两个轻原子核结合成质量较大的原子核并释放大量能量的过程，F项符合要求。 答案：C AB E F [针对训练2] 下列四个核反应方程中，属于轻核聚变的是( ) A．H＋H→He＋n B．Th→Pa＋e C．N＋He→O＋H D．U＋n→Sr＋Xe＋10n 解析：选A。该核反应是轻核聚变，A正确；该核反应是β衰变，B错误；该核反应是原子核的人工转变，C错误；该核反应是重核裂变，D错误。 题型二 动量和能量观点分析核反应 INCLUDEPICTURE "典例引领lll.TIF" 【例2】 一个静止的钚核Pu自发衰变成一个铀核U和另一个原子核X，并释放出一定的能量。其核衰变方程为：Pu→U＋X。 (1)方程中的X核符号为_____。 (2)钚核的质量为239.052 2 u，铀核的质量为235.043 9 u，X核的质量为4.002 6 u，已知1u相当于931.5 MeV的能量，则该衰变过程放出的能量是_____MeV。 (3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是_____。 [解析] (1)核反应方程满足质量数守恒和核电荷数守恒：Pu→U＋He。 (2)根据爱因斯坦质能方程得 ΔE＝Δmc2＝(239.052 2－235.043 9－4.002 6)×931.5 MeV≈5.31 MeV。 (3)根据动量守恒定律pU－pX＝0 而动量和动能关系式为E＝，因动量大小相等，则动能与质量数成反比，即放出粒子He与U的动能之比为235∶4。 [答案] (1)He (2)5.31 (3)235∶4 【例3】 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应方程为7N＋He→8O＋H。已知氮核质量为mN＝14.007 53 u，氧核的质量为mO＝17.004 54 u，氦核质量mHe＝4.003 87 u，质子(氢核)质量为mp＝1.008 15 u。(已知：1 u＝931 MeV/c2，结果保留2位有效数字) (1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少 ... ...
