原子核核反应及核能.ppt

第 2节 原子核 核反应及核能 考点 1：天然放射现象 【 例 1】 如图 1421所示 ， 使某放射性元素发出的射 线垂直进入匀强电场 ， 按图中标号判断 ( ) A 1的穿透本领最强 B 2的速度最大 C 3的电离本领最大 D 1是由原子放出的 ， 2、 3不是 图 1421 【 解析 】 本题主要考查学生对 射线 、 射线 、 射 线的来源 、 带电性及特点的了解 由图可知 ， 射线 3带正电 ， 是 射线 ， 其电离作用大而穿透能力弱 ， 速度小；射线 1带负电 ， 是 射线 ， 是接近光速的电 子流；射线 2不带电 ， 是 射线 ， 其穿透本领最强 ， 而电离作用最弱 ， 速度为光速 答案： BC 考点 2：原子核的衰变 【 例 2】 考古工作者在古人类居住过的岩洞中发现 一块碳遗留样品 ， 它所含的 14C等于现有生命物质 中等量碳所含的 14C的 1/8， 求此样品的存放时 间 已知 14C的半衰期为 5568年 14 14 0 00 C 556 8 1 / 8 C 11 ( ) 3 28 556 8 3 167 04 x x m m m m x t T x 半 根 据 半 衰 期 的 定 义 可 知 ， 每 经 过 年 就 有 半 数 发 生 衰 变 ， 现 尚 剩 ， 则 说 明 已 过 三 个 半 衰 期 的 时 间 设 该 样 品 中 的 原 始 含 量 为 ， 现 存 含 量 ， 则 ， 年 【 解 析 】 年 考点 3：核反应 核能 e 24 37 e 17 37 0 37 37 18 1 17 18 0 1 2002 615t C C l Cl A r e C l 36 .9 56 58 u A r 36 .9 56 91 u e 0. 00 05 5u 1u 雷 蒙 德 戴 维 斯 因 研 究 来 自 太 阳 的 电 子 中 微 子 而 获 得 了 年 度 诺 贝 尔 物 理 学 奖 他 探 测 中 微 子 所 用 的 探 测 器 的 主 体 是 一 个 贮 满 四 氯 乙 烯 溶 液 的 巨 桶 电 子 中 微 子 可 以 将 一 个 氯 核 转 变 为 一 个 氩 核 ， 其 核 反 应 方 程 式 为 ， 已 知 核 的 质 量 为 ， 核 的 质 量 为 ， 的 【 例 3 质 量 为 ， 】 质 量 对 应 的能量为 931.5MeV.根据以上数据 ， 可以判断参与 上述反应的电子中微子的最小能量为 ( ) A 0.82MeV B 0.31MeV C 1.33MeV D 0.51MeV A e Cl A r e e 0 .0 0 0 8 8 u . 0 .0 0 0 8 8 u 9 3 1 .5 M e V / u 0 .8 2 M e V A m m m m m 核 反 应 过 程 中 ， 反 应 前 的 能 量 应 等 于 反 应 后 的 能 量 质 量 关 系 为 ， 得 则 电 子 中 微 子 的 最 小 能 量 应 为 ， 故 【 解 析 】 正 确 答案： A 题型一：衰变次数的计算 90 36 86 40 9 0 ( K r ) 8 6 ( Z r ) () A 1 6 B4 C2 D 2 2 铀 裂 变 的 产 物 之 一 氪 是 不 稳 定 的 ， 它 经 过 一 系 列 衰 变 最 终 成 为 稳 定 的 锆 ， 这 些 衰 变 是 次 衰 变 ， 次 衰 变 次 衰 变 次 衰 变 次 【 例 4 衰 变 ， 次 】 衰 变 答案： A 思维拓展： 如何确定 衰变和 衰变的次数 ？ 首先弄 清 、 两种射线的基本特征 ， 即原子核每次 衰变 后 ， 质量数减少 4， 电荷数减少 2；每次 衰变后 ， 质量数不变 ， 电荷数增加 1.计算衰变次数的方法： 先求 衰变次数 =质量数的减小值 4， 再利用核电 荷数求 衰变次数 题型二：核反应方程的书写及核反应的种类 24 24 11 12 235 1 141 92 92 0 56 36 19 4 22 9 2 11 2 3 4 1 1 2 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 4 Na M g a U n B a Kr 3b F He Ne c He H He d 1 a b c d ( ) A . H n e n B . e n H n C . n H n e D . e n H e 有 下 列 个 核 反 应 方 程 ： 、 、 、 四 种 粒 子 依 次 是 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 【 例 5 】 (2)上述核反应依次属于 ( ) A 衰变 、 人工转变 、 人工转变 、 聚变 B 裂变 、 裂变 、 聚变 、 聚变 C 衰变 、 衰变 、 聚变 、 聚变 D 衰变 、 裂变 、 人工转变 、 聚变 答案： (1)B (2)D 题型三：核能的计算 239 94 239 94 27 U Pu 0 .0 9 M e V ( Pu 2 3 8 .9 9 9 6 5 5 u 2 3 4 .9 9 3 4 7 u 4 .0 0 1 5 0 9 u , 1 u 1 .6 6 0 5 6 6 1 0 k g ) 1. 2 RR 静 止 在 匀 强 磁 场 中 的 核 ， 沿 与 磁 场 垂 直 的 方 向 射 出 一 个 粒 子 后 ， 变 成 铀 的 一 种 同 位 素 核 ， 同 时 释 放 出 能 量 为 的 光 子 的 质 量 为 ， 铀 核 质 量 为 ， 粒 子 质 量 为 若 不 计 光 子 的 动 量 ， 求 ： 铀 核 与 粒 子 【 例 回 转 半 径 之 比 粒 子 的 动 能 6 】 为 多 少 ？ 答案： (1)1 46 (2)4.195MeV 131 53 13 1 12 7 4 53 51 2 13 1 13 1 0 53 54 1 13 1 13 0 1 53 53 0 13 1 13 0 1 53 52 1 131 ( I ) A . I S b H 1 .( 20 e B . I X e e C . I I n D . I T e H 11 ) 表 示 放 射 性 元 素 碘 衰北 京 变 的 方 程 是 2.(2011上海 )天然放射性元素放出的三种射线的穿 透能力实验结果如图 1422所示 ， 由此可推知 ( ) A 来自于原子核外的电子 B 的电离作用最强 ， 是一种电磁波 C 的电离作用较强 ， 是一种电磁波 D 的电离作用最弱 ， 属于原子核内释放的光子 图 1422 D 【 解析 】 本题考查天然放射性元素的常识 根据图 知： 是 射线 ， 它穿透能力最弱 ， 用纸就能挡住 ， 但对空气的电离能力很强； 是 射线 ， 它能穿透 几毫米的铝板 ， 且电离能力较弱； 是 射线 ， 穿 透能力最强 ， 能穿透几厘米的铅板 ， 但对空气的电 离能力最弱 3. (2012 新课标 ) 氘核和氚核可发生热核聚变而释放 巨大的能量 ， 该反应方程为： 1 2 H 1 3 H 2 4 He x ， 式 中 x 是某种粒子已知： 1 2 H 、 1 3 H 、 2 4 He 和粒子 x 的质 量分 别为 2. 014 1u 、 3. 01 61u 、 4. 002 6u 和 1. 0087u ； 1u 931. 5M eV / c 2 ， c 是真空中的光速由上述反应方程和数 据可知 ， 粒子 x 是 _ 0 1 n ( 或中子 ) _ ， 该反应释放出的能 量为 _ 17. 6 _ M eV . ( 结果保留 3 位有效数字 ) 210 84 210 4 84 2 ( P o ) 138 P o X H e 4 .( 201 1 ) 据 媒 体 报 道 ， 叛 逃 英 国 的 俄 罗 斯 前 特 工 利 特 维 年 科 在 伦 敦 离 奇 身 亡 ， 英 国 警 方 调 查 认 为 毒 杀 利 特 维 年 科 的 是 超 级 毒 药 放 射 性 元 素 钋 ， 若 该 元 素 发 生 衰 变 ， 其 半 衰 期 是 天 ， 衰 变 方 程 为 ， 则 下 列 说 法 中 正 确 的 是 安 庆 模 拟 答案： ABD A X 1 2 4 B X 2 0 6 C D 1 0 0 g Po 2 7 6 7 5 g 原 子 核 含 有 个 中 子 原 子 核 含 有 个 核 子 射 线 是 由 处 于 激 发 态 的 电 子 从 较 高 能 级 向 较 低 能 级 跃 迁 时 发 出 的 的 经 天 ， 已 衰 变 的 质 量 为 【 解析 】 X原子核中的核子数为 210-4=206个 ， B正 确 中子数为 206-(84-2)=124个 ， A正确 射线是 核反应时处于激发态的原子核向低能跃迁时发出的 ， C错 经过两个半衰期 ， 剩余的钋的质量为原来的 四分之一 ， 则已衰变的质量为原来的四分之三 ， D 正确 48 249 20 98 2006 C a ( 48 ) 5 .( 201 C f ( 249) 118 3X 3 282 112 X A B C D 0) 年 美 国 和 俄 罗 斯 的 科 学 家 利 用 回 旋 加 速 器 ， 通 过 钙 轰 击 锎 发 生 核 反 应 ， 成 功 合 成 了 第 号 元 素 ， 这 是 迄 今 为 止 门 捷 列 夫 元 素 周 期 表 中 原 子 序 数 最 大 的 元 素 实 验 表 明 ， 该 元 素 的 原 子 核 先 放 出 个 相 同 的 粒 子 ， 再 连 续 经 过 次 衰 变 后 ， 变 成 质 量 数 为 的 第 号 元 素 的 原 子 核 ， 则 上 述 过 程 中 的 粒 子 是 中 子 质 子 电 模 拟 子 阳 阜 粒 子 A 4 8 2 4 9 2 9 7 2 9 7 4 2 0 9 8 1 1 8 1 1 8 2 282 112 A 1 1 8 B 1 1 2 X Ca Cf A A 3 X 3 H e B1 0X a b ab a b 用 表 示 第 号 元 素 ， 表 示 第 号 元 素 ， 、 分 别 表 示 粒 子 的 原 子 序 数 和 质 量 数 ， 则 核 反 应 方 程 分 别 为 ， ， 由 质 量 数 守 恒 和 核 电 荷 数 守 恒 可 得 ： ， ， 则 【 解 析 】 粒 子 为 中 子