章末分层突破 [自我校对] ①相邻 ②短程 ③m前－m后 ④mc2 ⑤Δmc2 ⑥大于 ⑦几百万 ⑧引力 ⑨武器 ⑩废料 几个重要的核反应 核反应式 与其相关的重要内容 U→Th＋He α衰变实质2H＋2n→He Th→Pa＋e β衰变实质n→H＋e N＋He→O＋H 质子的发现(1919年) 卢瑟福 Be＋He→C＋n 中子的发现(1932年) 查德威克 Al＋He→P＋n 人工放射性同位素的发现 居里夫妇 P→Si＋e 正电子的发现(1934年) 居里夫妇 U＋n→Sr＋Xe＋10nU＋n→Ba＋Kr＋3n 重核的裂变 H＋H→He＋n 轻核的聚变 核反应有以下几种情况：一是衰变，二是人工转变，三是裂变，四是聚变．核反应可用方程来表示，叫核反应方程．完成下列核反应方程，并指明它属于何种核反应． (1)92U→90Th＋( )属_____； (2)Be＋( )→6C＋n，属_____； (3)H＋H→He＋( )，属_____； (4)92U＋n→Sr＋54Xe＋( )，属_____． 【解析】 根据质量数和电荷数守恒可判定： (1)中的未知核为He，该反应属衰变； (2)中的未知核为He，该反应属人工转变； (3)中的未知核为n，该反应属于聚变； (4)中的未知核为10n，该反应属于裂变． 【答案】 见解析 核能的产生及计算 1.获得核能的途径 (1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应达到它的临界体积． 重核的裂变：如U＋n→Sr＋Xe＋10n. 应用：原子弹、原子反应堆． (2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应． 轻核的聚变：如：H＋H→He＋n. 应用：氢弹、可控热核反应． 2．核能的计算 重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下： (1)质能方程ΔE＝Δmc2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损Δm的确定是计算核能的关键． (2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能． 已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u. (1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程； (2)计算上述核反应中释放的核能； (3)若两氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞，即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？ 【解析】 (1)应用质量数守恒和核电荷数守恒，不难写出核反应方程为H＋H→He＋n. (2)由题给条件可求出质量亏损为： Δm＝[2.013 6×2－(3.015 0＋1.008 7)]u＝0.003 5 u 所以释放的核能 ΔE＝931.5×0.003 5 MeV＝3.26 MeV. (3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为He核和中子的动能，若设He核和中子的质量分别为m1、m2，动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，氘核的动能为Ek0，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得 p1－p2＝0① Ek1＋Ek2＝2Ek0＋ΔE② 由Ek＝得＝＝③ 由①②③得：Ek1＝(2Ek0＋ΔE)＝0.99 MeV Ek2＝(2Ek0＋ΔE)＝2.97 MeV. 【答案】 (1)H＋H→He＋n (2)3.26 MeV (3)0.99 MeV 2.97 MeV 1 若核反应前后各核的质量单位为kg，则用ΔE＝Δmc2求核能时，核能单位为J. 2 若核反应前后各核的质量单位为u，则用ΔE＝Δmc2.,求核能时，结合1 u的质量对应的能量为931.5 MeV，求得核能单位为MeV. 1.(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si .下列说法正确的是( ) A．核反应方程为p＋Al→Si B．核反应过程中系统动量守恒 C ... ...
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