第三节 放射性同位素第四节 核力和结合能

1、第三节第三节 放射性同位素放射性同位素1.1.卢瑟福卢瑟福发现质子的核反应方程发现质子的核反应方程一、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。程。N147+He42O178+H11同样：同样：F199+He42Ne2210H11+B105+He42C136+H112.2.查德威克查德威克发现中子的核反应方程发现中子的核反应方程Be94He42n10C126+以上核反应类型是：原子核的人工转变以上核反应类型是：原子核的人工转变3、核反应过程：电荷数、质量数守恒， 动量、能量亦守恒。说明：核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化二.人工放射

2、性同位素1、1934年，小居里夫妇发现 核反应方程 *磷30衰变nPHeAl103015422713eSiP01301430152、人工放射性同位素：二.应用1）放射强度容易控制）放射强度容易控制2）可以制成各种需要的形状）可以制成各种需要的形状3）半衰期更短）半衰期更短4）放射性废料容易处理）放射性废料容易处理（1 1）利用射线：）利用射线：射线测厚装置射线测厚装置烟雾报警器烟雾报警器放射治疗放射治疗培育新品种，延长保质期培育新品种，延长保质期（2 2）作为示踪原子）作为示踪原子棉花对磷肥的吸收棉花对磷肥的吸收甲状腺疾病的诊断甲状腺疾病的诊断检测辐射装置检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪

3、仪辐射检测系统辐射检测系统辐射源的存放辐射源的存放铀铀三.辐射与安全核反应堆外层的厚厚的水泥建筑核反应堆外层的厚厚的水泥建筑操作放射性物质的设备操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质在防护状态下操作放射性物质第四节第四节 核力与结合能核力与结合能1B 2 C 3C 4(1)D (2)C 5A 6A 7BC 8B氦原子核中有两个质子，质子质量为氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.6710-27kg，带电量为元电荷带电量为元电荷e=1.610-19C，原子核的直径的数量级为，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差

4、多少倍有引力两者相差多少倍?1036倍 思考思考:PPP电磁斥力电磁斥力万有引力万有引力质子为什么能挤在一起而不飞散质子为什么能挤在一起而不飞散猜测、实验证实猜测、实验证实核子间存在核力核子间存在核力一、一、 核力及其特点：核力及其特点：1、强相互作用：、强相互作用：原子核尺寸内原子核尺寸内 ，核力大于库仑力，核力大于库仑力2、短程力：、短程力：1.5 10-15m内内 d 0.8 10-15m斥力斥力 0.8 10-15m 1.5 10-15m引力引力3、饱和性：、饱和性：每个核子只与邻近的核子发生核力作用每个核子只与邻近的核子发生核力作用4、核力与电荷无关、核力与电荷无关nnP二、四种基本

5、相互作用二、四种基本相互作用 万有引力万有引力 电磁相互作用电磁相互作用 强相互作用强相互作用 弱相互作用弱相互作用(10-18m内内) 长程力长程力短程力短程力重核和轻核重核和轻核三、原子核中质子与中子的比例三、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子自然界中较轻的原子核，质子数与中子数核，质子数与中子数大致相等，但对于较大致相等，但对于较重的原子核，中子数重的原子核，中子数大于质子数，越重的大于质子数，越重的元素，两者相差越多。元素，两者相差越多。238 92U2He4 中中子子数数质子数质子数三、结合能三、结合能核子核子核子核子原子核原子核释放能量释放能量核子核子核子核子原子核原子核吸

6、收能量吸收能量结合能结合能平均结合能平均结合能=结合能结合能核子数核子数平均结合能越大平均结合能越大,表示原子核中核子结合表示原子核中核子结合得越牢固得越牢固,原子核越稳定原子核越稳定.结合能是为把核结合能是为把核子分开而需要的子分开而需要的能量，也是核子能量，也是核子结合成原子核而结合成原子核而释放的能量。释放的能量。结合能的计算结合能的计算爱因斯坦质能方程：爱因斯坦质能方程：。2mc=E E= mc2中子质量：中子质量：mn=1.6749 10-27kg质子质量：质子质量：mp=1.6726 10-27kg氘核质量：氘核质量：mD=3.3436 10-27kg mn+mp=3.3475 1

7、0-27kg原子核质量原子核质量核子总质量核子总质量 质量亏损质量亏损能量能量质量亏损：质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象现象 m=mn+mp-mD=0.039 10-27kg E= mc2=3.51 10-13J( 1.6 10-19 ) =2.19Mev平均结合能平均结合能=结合能结合能核子数核子数2.19Mev2=1.10Mevw在使用该公式进行有关计算时，要注意在使用该公式进行有关计算时，要注意单位的统一。单位的统一。原子质量单位原子质量单位u，1u相当于相当于931.5MeV平均结合能越大，原子核就越难拆开。平均结合能的大平

8、均结合能越大，原子核就越难拆开。平均结合能的大小反映核的稳定程度。小反映核的稳定程度。从图中可以从图中可以看出，质量看出，质量数较小的轻数较小的轻核和质量数核和质量数较大的重核较大的重核，平均结合，平均结合能都比较小能都比较小。中等质量。中等质量数的原子核数的原子核平均结合能平均结合能大。大。重核分裂成中等质量的核时，重核分裂成中等质量的核时，会有一部分结合能释放出来会有一部分结合能释放出来轻核结合成质量较大的核时，轻核结合成质量较大的核时，能释放出更多的结合能能释放出更多的结合能*例题中子和质子结合成氘核时, 质量亏损为m，相应的能量E= mc2= 2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是( ) A. 用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时, 氘核不能分解为一个质子和一个中子 B. 用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时, 氘核可能分解为