衰变与人工核反应(含答案)概要

1、衰变与人工核反应一、基础知识(一)、天然放射现象、原子核的组成1、天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现. 天然放射现象的发现， 说明原子核还具有复杂的结构.(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射也 具有放射性的元素叫放射性元素.2、原子核(1)原子核的组成原子核由中子和质子组成,质子和中子统称为核子.原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=中子数十质子数.X元素原子核的符号为AX,其中A表示质量数，Z表示核电荷数.(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子,因为在元素周期表中的位置相同 同位素具有相同的化学性质.3、三种射线的比

2、较种类“射线3射线丫射线组成高速氮核流高速电子流光子流府频 电磁波)2e一e0顾里4mp (mp= 1.67X 10 27 kg)mp1 840静止质量为零符号4He0 -1e丫速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与a射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱(二)、原子核的衰变和半衰期1 .原子核的衰变(1)原子核放出a粒子或3粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.(2)分类a衰变：Zx-Z-2y+2hc一A一 A一 03 盘变：ZX - Z+1Y + -ie2.半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时

3、间.半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关.二、理解1 .衰变规律及实质(1)两种衰变的比较衰变类型a衰艾3衰艾衰笠方程AX-”/Y + 2HeAX- Az+ 1Y + 01e衰艾实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子2：H + 2(1n - 2He11口 00n一 1H +1e衰笠规律电荷数守恒、质量数守恒(2)射线：丫射线经常是伴随着 a衰变或3衰变同时产生的.其实质是放射性原子核在 发生a衰变或3衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子.2 .原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程.典型核反应

4、：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：147N + 2He-> 178O+ 1h.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：9Be+ 4He-> 126C+1n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27AI +2He>i0P+ in.I -O0P3 110Si + 0ie.3 .确定衰变次数的方法（1）设放射性元素AX经过n次“衰变和m次3衰变后，变成稳定的新元素zY,则表示该核反应的方程为AX-AY + n2He+ m 0e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A=A' 44n, Z = Z' H2n-m（2）确定衰变次数，因为3衰变对质量数无影响

5、，先由质量数的改变确定a衰变的次数,然后再根据衰变规律确定3衰变的次数.4 .半衰期（1）公式：N 余=N 原（2）"： m 余=m 原（1）八式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间， 读示半衰期.（2）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关.三、练习1、下列说法正确的是（）A.原子核在衰变时能够放出a射线或3射线B.292Th（社）经过一系列a和3衰变，成为2028Pb（铅），铅核比社核少12个中子C.原子核的

6、半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D.对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期答案 A2、如图甲是a、3、丫三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是（）0-射线源A. a射线B. 3射线C. 丫射线 D.三种射线都可以答案 C解析 由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图甲可知，三种射线中丫射线穿透力最强，而a射线、3射线都不能穿透金属，所以答案为C.3、在下列4个核反应方程中，X表示a粒子的是（）30_30-A.15P - 14Si + Xb.292u 290Th（tt）+x-27271C.13Al +X-12

7、Mg + 1HD.27AI +X-30P+ 1n答案 BD解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X分别代表:He,选项B、D正确.4、（2012重庆理综19）以下是物理学史上 3个著名的核反应方程x+ 3口-2y y+14Nfx+18。y+ 9Be 一 z + 12Cx、y和z是3种不同的粒子，其中 z是B.质子C.中子D.电子答案 C解析 第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程,根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得,x、v、z分别是 1H、；He、On, C 正确95、292U是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图所示.请写出、两过程的衰变方程：答2

8、80Bi(秘尸284p。针p 时 1e283bT86Tl 鸵t + 4He5、（2012大纲全国15） 92U经过m次“衰变和n次3衰变，变成82Pb,则A. m=7, n=3B. m=7, n = 4C. m=14, n= 9D. m=14, n= 18答案 B解析衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒.先写出核反应方程：235U- 207Pb+m2He0+ n- ie根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程235= 207+4m92= 82+2mn解得m=7, n=4,故选项B正确，选项 A、C、D错误.6、由于放射性元素293Np（镖）的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制

9、造后才被发现.已知237Np经过一系列a衰变和3衰变后变成209Bi,下列判断中正确的是A.283Bi的原子核比237NpB.283Bi的原子核比237Np的原子核少28个中子的原子核少18个中子C.衰变过程中共发生了7次a衰变和D.衰变过程中共发生了4次a衰变和答案 BC解析283Bi的中子数为209 83= 126,237Np的中子数为237 93= 144, 283Bi的原子核比297Np的原子核少18个中子，A错，B对；衰变过程中共发生了a衰变的次数为2372094= 7次，3衰变的次数是 2X 7（93 83） = 4次，C对，D错.7、（2011海南19（1）2011年3月11日，

10、日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137cs（葩）两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137cs的衰变过程，它们分别是 和（填入正确选项前的字母）.53131I和55137cs原子 核中的中子数分别是 和.A. Xi-> 13756Ba + 0nB. X2> 13154Xe + °1e13701311C. X3-> 56Ba+ 1eD. X4-> 54Xe+p解析 根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项 B,137Cs的衰变为选

11、项C,131I的中子数为131 53 = 78,137Cs的中子数为13755=82.答案 B C 78 828、三个原子核X、Y、Z, X核放出一个正电子后变为Y核，丫核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氨核（4He）,则下面说法正确的是（）A . X核比Z核多一个质子B. X核比Z核少一个中子C. X核的质量数比Z核的质量数大3D. X核与Z核的总电荷数是丫核电荷数的2倍：答案 CD解析 设原子核X的符号为bX,则原子核丫为屋1丫，bX一+ 0e+b-1Y, ：H + blY-2He+a二3乙故原子核Z为b二3Z.镁拼音p q核反应类型的判断可控性核反应方程典例衰变a衰艾自发23892U

12、 234 90Th（铝+ 2He3衰艾自发234 90Th - 23491Pa（镁）+ Le人工转变人工控制147N + 4Hef 178O+1h（卢瑟福发现质子）2He+9Be（皱）一 126C +（1n（查德威克发现并于）23 Al+ 2He-35P+0n约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子35P - 30si+3e重核裂变比较容易进行人工控制23592U + 1n- 14456Ba + 36Kr（氟）+ 30n23592U + 1n - 13654Xe（氤）+ 30Sr（锯）+ 101n轻核聚变除氢弹外无法控制iH + 1hf 2He + 0n氤气（读音xi a n）9、下列核

13、反应方程及其表述完全正确的是（）A.3He+ 2H 一十 心H4 2B.292uf290是心H4 2+C 292u +1n-96Kr+ 146Ba+ 30n 是裂变反应D.24Na - 24Mg + 0e是裂变反应答案 AC解析 在核反应过程中，反应前后核电荷数和质量数分别守恒，选项B中的核反应是 a衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项 B、D错误，选项A、C正确.10、（2012广东理综18）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程，表述正确的有（）A.3H + 2H-2He + 0n是核聚变反应_ 3_2 一 4 一 11 .iH + iH-2He

14、+ 0n 是 3技变C.292u + 0n>156Ba + 36Kr + 30n是核裂变反应D.292U+1n- 144Xe + 34Sr+21n 是“衰变答案 AC解析3衰变时释放出电子（0e）, “衰变时释放出氨原子核（2He）,可知B、D错误；选项A中一个瓶核和一个笊核结合成一个氨核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A正确；选项 C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个 Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确.11、（1）现有三个核反应方程：24Na-24Mg+ 0 © 23592U + 1n - 14156Ba +器Kr+30n； 1

15、h + 1h f 2He+ 0n.下列说法正确的是A.是裂变，是 3衰变，是聚变8 .是聚变，是裂变，是3衰变C.是3衰变，是裂变，是聚变D .是3衰变，是聚变，是裂变(2)现有四个核反应：A.2H + 3H - 2He + 1n2351891B. 92U + 0n-X + 36Kr + 30n 24240C.iiNa-12Mg + ieD.4He+ 9Be>16C+ 0n是发现中子的核反应方程， 是研究原子弹的基本核反应方程， 是研究氢弹的基本核反应方程.求B中X的质量数和中子数.解析 1：Na>12Mg + - 1e中Na核释放出3粒子，为3衰变，292U + 0n>15

16、6Ba + 36Kr+ 31n为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变.而2h + 3H一；He + 0n为聚变，故C正确.(2)人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氨核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核.D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程.由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144,电荷数为56,所以中子数为14456=88.答案 (1)C (2) D B A 144 88半衰期的考查12、一块含铀的矿石质量为M,其中铀元素的质量为 m,铀发生一系列衰变，最终生成物为铅.已知铀的半衰期为 T,那么下列说法中正确的是()A.经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀b.经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m发生了衰变C.经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩 m 8D.经过1个半衰期后该矿石的质量剩下 M2答案 C解析 经过2个半衰期后矿石中剩余的铀元素应该有m,经过3个半衰期后矿石中剩余的铀元素