第十五章第三节 核反应 核能

基础梳理•自学导引一、原子核的组成1．原子核由______和______组成，两者统称为核子．2．原子核常用X表示，X为元素符号，上角标A表示核的质量数，下角标Z表示核的________

(原子序数)．3．同位素是具有相同的_________而________不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置．二、天然放射现象1．天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称放射性元素．质子中子电荷数质子数中子数2．三种射线的本质：α射线是______，β射线是______，γ射线是_____．三、原子核的衰变

1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成______的变化．可分为________、________，并伴随着γ射线放出．2．半衰期：放射性元素的原子核有______发生衰变所需要的时间．四、核能1．核反应规律：在核反应中,________守恒,________守恒．氦核电子光子α衰变β衰变新核半数电荷数质量数2．核力(1)概念：组成原子核的______之间存在的作用力．(2)核力特点①核力是____________(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．②核力是______力，作用范围在1.5×10－15m之内．③每个核子只跟_____的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性．3．质量亏损(1)爱因斯坦质能方程：_________.(2)质量亏损：原子核的质量_____组成它的核子的质量之和的现象．核子强相互作用短程相邻E＝mc2小于质量较小n(4)链式反应的条件：①要有足够浓度的235U；②铀块体积需______临界体积，或铀块质量______临界质量．2．轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成_____的核，这样的核反应叫聚变．(2)聚变发生的条件：使物体达到几百万度的高温．大于大于较重要点透析•直击高考一、三种射线的比较1．三种射线种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流高频电磁波带电荷量2e－e0质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)静止质量为零速度0.1c0.99cc(光速)在电磁场中偏转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在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长即时应用1

(2011·高考浙江卷)关于天然放射现象，下列说法正确的是(

)A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性解析：选D.α射线是氦核流，A错；β射线是原子核内的一个中子变成一个质子而放出的，B错；γ射线是原子核受激发而产生的，C错；物质的放射性和半衰期与温度以及化合状态等无关，由核本身的性质决定，故D项正确．二、原子核的衰变1．原子核衰变规律特别提醒：(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.,(2)原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能.三、核反应的四种类型2．核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程列式计算：即ΔE＝Δmc2(Δm的单位：kg)．(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，则ΔE＝Δm×931.5MeV(Δm的单位：u,1u＝1.6606×10－27kg)．(3)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量和能量守恒定律来计算核能．特别提醒：(1)质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质量数、电荷数都守恒，但核反应中依然有质量亏损.,(2)爱因斯坦的质能方程反映了原子核质量亏损和释放出核能这两种现象之间的联系，并不表示质量和能量之间的转变关系(即：核反应中的质量亏损，并不是这部分质量消失或质量转化为能量).质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子的个数是不变的.,(3)质量亏损并不否定质量守恒定律.即时应用4

(2010·高考北京卷)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近(

)A．1036kg

B．1018kgC．1013kgD．109kg考点探究•讲练互动例1(1)________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.(2)求B项中X的质量数和中子数．(3)判断以上五个核反应的反应类型．【思路点拨】

根据核反应方程遵循的基本规律，正确书写方程，还要注意衰变、人工转变、裂变、聚变的区别．【解析】

(1)E是查德威克发现中子的核反应方程，A是氢弹的核反应方程，B是原子弹的核反应方程．(2)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：144－56＝88.(3)衰变是原子核自发地放出α粒子或β粒子的反应,C是β衰变,D是α衰变,E是人工控制的原子核的变化,属人工转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反应，A是聚变．【答案】

(1)E

B

A

(2)144

88

(3)见解析考点2有关核能的计算假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.0136u，中子的质量是1.0087u，氦核同位素的质量是3.0150u.聚变的核反应方程式是____________，在聚变核反应中释放出的能量为________MeV(保留两位有效数字)．例2例3【答案】见解析技法提炼•思维升华易错辨析衰变及衰变规律错因剖析错解1：不明确射线的本质，误认为射线即电磁波，错选A.错解2：不理解半衰期是统计规律，只有对大量原子核才成立，因而错选B.错解3：不清楚β衰变产生的本质原因，以为是原子核内本来就有电子而漏选