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1、显微镜放射源P铝箔荧光屏 实实验验现现象象：给容器内充以氮气时，能从显微镜中观察到荧光的闪烁。卢瑟福实验实验结论实验结论 2用磁偏转的方法测量这种新粒子质量和电量，卢瑟福确认是氢核，即质子。，即质子。1用a 粒子轰击氮原子核后产生了新的粒子。1原子核的人工转变原子核的人工转变人为的用高速运动的粒子（如a 粒子）轰击原子核而产生新的原子核的方法叫原子核的人工转变。2核反应核反应用高速粒子轰击原子核，使其变成另一种原子核的过程，叫做核反应。一、一、核反应核反应 3核反应规律核反应规律在核反应中，反应前后的核电荷数和质量数守恒。卢瑟福实验中产生质子的核反应方程为 4中子的发现过程中子的发现过程 英国
2、人查德威克用实验发现了中子。如果原子核只是由质子组成，它的电荷数应该与质量数相等。实际上原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些，卢瑟福根据这一事实，预言原子内可能还存在着质量跟质子相等的不带电的中性粒子，他把它称为中子。詹姆斯查德维克 (18911974)查德威克实验示意图不可见粒子质子石蜡铍Poa 粒子发现中子的核反应方程发现中子的核反应方程 中子是一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子。用人工加速的质子轰击锂核所实现的第一个核反应为 5核能核能 在核反应中放出的能量称为核能。核能。二、二、质能关系式质能关系式 实验指出：原子核的质量总是小于组成它的质子和中子的质量之总和。例如，氘核由一个
3、质子和一个中子组成。已知：质子的质量 mH=1.007 276 u 中子的质量 mn=1.008 665 u1u=1.660 56510-27 kg，称为一个原子质量单位。质子和中子的质量和 mH+mn=2.015 941 u一个氘核的质量为 mD=2.013 553 u 氘核的质量亏损为Dm=(mH+mn)-mD=0.002 388 u=3.96510-30 kg 1 1质量亏损质量亏损 核子组成原子核后所减少的质量叫做质量亏损，用Dm 表示质量亏损。2 2质能方程质能方程 质能方程的意义：质能方程的意义：物体具有的能量与质量之间存在着简单的正比关系，物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小
4、了，质量也减小了，物体有一定的质量，就有一定的能量。E=mc2爱因斯坦首先提出质量亏损的理论，指出物体的能量和质量存在着密切的联系。一个质子和一个中子结合成一个氘核时，质量亏损 3.96510-30 kg，由质能关系式，有相应的能量DE=Dmc2=3.96510-30 kg (3 108m/s)2=3.5710-13J=2.23MeV以光子的形式辐射出去，这个能量叫做原子核的结合能。3结合能结合能 核子结合成原子核时放出的能量叫原子核的结合能结合能。居里夫妇用a 粒子轰击各种物质，发现由人工核反应所产生的元素具有放射性。三、三、人工放射性人工放射性 1 1人工放射性人工放射性 由人工核反应所产
5、生的许多元素具有放射性，称其为人工放射性。例：用a 粒子轰击铝片2 2放射性同位素放射性同位素 具有放射性的同位素。新产生的原子核 不稳定，具有放射性，将发生衰变放出正电子变成硅的同位素 用人工方法得到放射性同位素，是一个重要发现。目前使用的放射性同位素大多数都是人工制造的。四、放射性同位素的应用四、放射性同位素的应用 应用放射性同位素就是通过测定它们发射的粒子和鉴定其特有的半衰期和辐射性质，探测它们的存在。利用它的射线或把它作为示踪原子，在能源、工业、农业、医疗、环境、考古等诸多方面都有着广泛的应用。示踪原子示踪原子 示踪方法是引入少量放射性同位素，并用探测器随时观察其行踪的方法。例如在肥料
6、中掺入少量的放射性磷 32（半衰期为14.28天，发射1.7MeV的b 粒子），可以找到给植物施磷肥的最好方法。利用示踪技术提高氮肥利用率，减少环境污染 利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌，是射线杀伤力的一种最直接的利用。随着放射线疗法的不断发展，有很多癌症病例采用放射线疗法。利用加速器产生的射线治病获得很大发展。加速器产生的射线具有相当高的能量，有一定的穿透能力，如X射线、g 射线、电子束、质子束、中子束、介子束等，都能穿过人体皮肤和组织，到达肿瘤，其中中子辐照时对癌细胞的杀伤力最强。放射性治病放射性治病用钴60放出的g射线治疗癌症考古应用考古应用 碳 l4是放射性同位素，其半期衰是5 568年。地球上生长着的动植物体内所含放射性碳 l4的浓度有一个平衡值，动植物体死亡以后，体内碳 l4的浓度就要发生变化，即，不会再增加新的碳14，而且原先含有的碳14的浓度要按照5 568年的半衰期发生衰变。通过测定古物中碳 l4的浓度就可以进行年代鉴定。【课堂练习题课堂练习题】1用a 粒子轰击氩40核，产生一个中子和一个新核，这个新核是什么？写出核反应方程。2 在受到a 粒子轰击时有两种常见的反应：（1）放出中子，反应后的生产物是什么？（2）转变为 ，反应后放出什么粒子？
《物理》下册第六节-核反应-核能-放射性的应用课件
