第十六章　第3课时　原子核-2025物理大一轮复习讲义人教版

第3课时原子核目标要求1.了解天然放射现象及三种射线的性质。2.了解原子核的衰变，掌握半衰期的概念，并会进行有关计算。3.了解四种核反应类型，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程。4.认识原子核的结合能与比结合能，能进行有关核能的计算。考点一原子核的衰变半衰期1.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。2．天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。原子序数大于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的，有的也能发出射线。3．三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领α射线氦核eq\o\ar(4,2)He＋2e4u最强最弱β射线电子eq\o\ar(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u较强较强γ射线光子γ00最弱最强4.原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。(2)α衰变、β衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程eq\o\ar(M,Z)X→eq\o\ar(M－4,Z－2)Y＋eq\o\ar(4,2)Heeq\o\ar(M,Z)X→eq\o\ar(M,Z＋1)Y＋eq\o\ar(0,－1)e衰变实质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2eq\o\ar(1,1)H＋2eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(4,2)Heeq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(1,1)H＋eq\o\ar(0,－1)e匀强磁场中轨迹形状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。5．半衰期(1)公式：N余＝N原，m余＝m原，式中t为衰变时间，T为半衰期。(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)和化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”)。6．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。(2)应用：放射治疗、培优、保鲜、做示踪原子等。(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。1．三种射线按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线。(√)2．β衰变中的电子来源于原子核外电子。(×)3．发生β衰变时，新核的电荷数不变。(×)4．如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个。(×)例1(2023·浙江1月选考·9)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(14,6)C＋eq\o\ar(1,1)H，产生的eq\o\ar(14,6)C能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(14,6)C发生β衰变的产物是eq\o\ar(15,7)NB．β衰变辐射出的电子来自碳原子的核外电子C．近年来由于地球的温室效应，引起eq\o\ar(14,6)C的半衰期发生微小变化D．若测得一古木样品的eq\o\ar(14,6)C含量为活体植物的eq\f(1,4)，则该古木距今约为11460年答案D解析根据eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e，即eq\o\ar(14,6)C发生β衰变的产物是eq\o\ar(14,7)N，选项A错误；β衰变辐射出的电子来自原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期是放射性物质的固有属性，由原子核本身决定，与外界环境无关，选项C错误；若测得一古木样品的eq\o\ar(14,6)C含量为活体植物的eq\f(1,4)，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年＝11460年，选项D正确。例2(多选)科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的古老岩石中铀含量来推算地球的年龄，铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是()A．铀238发生α衰变的方程为eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(242,90)Th＋eq\o\ar(4,2)HeB．测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，可推算出地球的年龄约为45亿年C．2000个铀核经过90亿年，一定还有500个铀核未发生衰变D．铀238(eq\o\ar(238,92)U)最终衰变形成铅206(eq\o\ar(206,82)Pb)，需经8次α衰变，6次β衰变答案BD解析铀238发生α衰变的方程为eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)He，选项A错误；测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，即经过了一个半衰期，可推算出地球的年龄约为45亿年，选项B正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项C错误；铀238(eq\o\ar(238,92)U)最终衰变形成铅206(eq\o\ar(206,82)Pb)，α衰变的次数eq\f(238－206,4)＝8次，β衰变的次数82＋2×8－92＝6次，选项D正确。例3(2022·全国甲卷·17)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为eq\f(N,3)，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为()A.eq\f(N,12)B.eq\f(N,9)C.eq\f(N,8)D.eq\f(N,6)答案C解析根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，有x＋y＝N，经历2t0后有eq\f(1,4)x＋eq\f(1,2)y＝eq\f(N,3)，联立可得x＝eq\f(2,3)N，y＝eq\f(1,3)N，在t＝4t0时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为n＝eq\f(1,24)x＋eq\f(1,22)y＝eq\f(N,8)，故选C。考点二核反应核反应类型1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)Heβ衰变自发eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\ar(0,－1)e人工转变人工控制(基本粒子轰击原子核)eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H(卢瑟福发现质子)eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(9,4)Be→eq\o\ar(12,6)C＋eq\o\ar(1,0)n(查德威克发现中子)eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(30,15)P＋eq\o\ar(1,0)n约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子eq\o\ar(30,15)P→eq\o\ar(30,14)Si＋eq\o\ar(0,＋1)e重核裂变容易控制(慢中子、链式反应)eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)neq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(136,54)Xe＋eq\o\ar(90,38)Sr＋10eq\o\ar(1,0)n轻核聚变现阶段很难控制(需要极高温度——一般由核裂变提供)eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n＋17.6MeV2．核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(eq\o\ar(1,1)H)、中子(eq\o\ar(1,0)n)、α粒子(eq\o\ar(4,2)He)、β粒子(eq\o\ar(0,－1)e)、正电子(eq\o\ar(0,＋1)e)、氘核(eq\o\ar(2,1)H)、氚核(eq\o\ar(3,1)H)等。(2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒。(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。例4(2023·天津卷·3)关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是()A．核聚变需要在高温下进行B．核聚变中电荷不守恒C．太阳质量不变D．太阳核反应方程式：eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(141,56)Ba＋eq\o\ar(92,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)n答案A解析因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈，才有可能克服它们自身相互间的排斥力，使得它们间的距离缩短，才能发生核聚变，故A正确；核聚变中电荷是守恒的，故B错误；因为太阳一直在发生核聚变，会放出大量能量，根据质能方程可知有质量亏损，故C错误；核聚变的方程为eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n，题中为核裂变方程，故D错误。例5(2023·北京卷·3)下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是()A.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋()B.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋()C.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋()D.eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋()答案A解析根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)n，故A符合题意；根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)He，故B不符合题意；根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H，故C不符合题意；根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e，故D不符合题意。例6(2023·全国甲卷·15)在下列两个核反应方程中X＋eq\o\ar(14,7)N→Y＋eq\o\ar(17,8)O、Y＋eq\o\ar(7,3)Li→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则()A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4答案D解析设Y的电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可知，第一个核反应方程的电荷数和质量数满足A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二个核反应方程的电荷数和质量数满足n＋7＝2A，m＋3＝2Z，联立解得Z＝2，A＝4，故选D。考点三质量亏损及核能的计算1．核力和核能(1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。核力是强相互作用，为短程力，作用范围只有约10－15m，与电性无关。(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开需要的能量，叫作原子核的结合能，也叫核能。(3)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。2．质量亏损凡是释放核能的核反应，反应后各原子核(新生核)及微观粒子的质量(即静止质量)之和变小，两者的差值就叫质量亏损。3．质能方程(1)爱因斯坦得出物体的能量与它的质量的关系：E＝mc2。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应减少的能量ΔE＝Δmc2。原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。4．核能的计算(1)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。①ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“kg”，c的单位为“m/s”，则ΔE的单位为“J”。②ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“u”，则可直接利用ΔE＝Δm×931.5MeV/u计算，此时ΔE的单位为“MeV”，即1u＝1.6605×10－27kg，相当于931.5MeV，这个结论可在计算中直接应用。(2)利用比结合能计算核能原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能。1．核力就是库仑力。(×)2．核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生。(√)3．原子核的结合能越大，原子核越稳定。(×)4．原子核越大，它的结合能越大，比结合能可能越小。(√)例7(2023·全国乙卷·16)2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J。假设释放的能量来自物质质量的减少，则每秒平均减少的质量量级为(光速为3×108m/s)()A．1019kg B．1024kgC．1029kg D．1034kg答案C解析根据质能方程E＝mc2可知，每秒平均减少的质量为Δm＝eq\f(E0,60c2)＝eq\f(1048,60×3×1082)kg＝eq\f(1030,5.4)kg，则每秒平均减少的质量量级为1029kg，故选C。例8(多选)(2022·福建卷·2改编)2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素eq\o\ar(131,53)I，其衰变方程为eq\o\ar(131,53)I→eq\o\ar(131,54)Xe＋eq\o\ar(0,－1)e，半衰期为8天，已知mI＝131.03721u，mXe＝131.03186u，me＝0.000549u，1u相当于931.5MeV，则下列说法正确的是()A．该反应前后质量亏损0.00535uB．该反应中释放的能量约为7.16×10－13JC．放射性元素eq\o\ar(131,53)I发生的衰变为α衰变D．经过16天，75%的eq\o\ar(131,53)I原子核发生了衰变答案BD解析该反应前后质量亏损为Δm＝mI－mXe－me＝131.03721u－131.03186u－0.000549u＝0.004801u，ΔE＝Δmc2＝0.004801×931.5×106×1.6×10－19J≈7.16×10－13J，故A错误，B正确；放射性元素eq\o\ar(131,53)I发生的衰变为β衰变，故C错误；由于半衰期为8天，可知经过16天，即经过两个半衰期，75%的eq\o\ar(131,53)I原子核发生了衰变，故D正确。例9(2023·山东济南市历城二中模拟)太阳目前处于主序星阶段，氢燃烧殆尽后将发生“氦闪”，进入红巨星阶段。“氦闪”是氦(eq\o\ar(4,2)He)聚变变成碳，2eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(8,4)Be，eq\o\ar(8,4)Be极不稳定，短时间再结合一个氦变成碳的过程：eq\o\ar(8,4)Be＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(12,6)C。已知原子核的比结合能—质量数的图像如图，eq\o\ar(4,2)He的纵坐标为7.08，eq\o\ar(12,6)C的纵坐标为7.69，下列说法中正确的是()A．原子核的结合能越大，原子核就越稳定B．一次“氦闪”放出的核能为7.32MeVC．氦4的核子平均质量小于碳12的核子平均质量D．氦4的结合能为7.08MeV答案B解析原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，A错误；一次“氦闪”放出的核能为12×7.69MeV－3×4×7.08MeV＝7.32MeV，B正确；反应过程中释放能量，核子有质量亏损，故氦4的核子平均质量大于碳12的核子平均质量，C错误；氦4的比结合能为7.08MeV，结合能为4×7.08MeV＝28.32MeV，D错误。课时精练1．(2023·广东卷·1)理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应eq\o\ar(12,6)C＋Y→eq\o\ar(16,8)O的影响。下列说法正确的是()A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强C．Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强D．Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强答案D解析根据核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是α粒子(eq\o\ar(4,2)He)，三种射线的穿透能力，γ射线最强，α射线最弱；三种射线的电离能力，α射线最强，γ射线最弱。故选D。2．(2022·海南卷·2)下列属于β衰变的是()A.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)HeB.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)HC.eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\ar(0,－1)eD.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)n答案C解析A选项的反应属于α衰变，放出了氦核(eq\o\ar(4,2)He)，A错误；B选项的反应是卢瑟福发现质子(eq\o\ar(1,1)H)的核反应方程，B错误；C选项的反应属于β衰变，放出了电子(eq\o\ar(0,－1)e)，C正确；D选项的反应是重核裂变的核反应方程，D错误。3.如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列说法正确的是()A．镉棒通过改变中子的数量来控制反应速度B．中子速度越快越容易使链式反应发生C．正常运行的反应堆水泥防护层外会检测到大量α粒子D．铀核裂变时释放能量的多少与产物种类无关答案A解析镉棒通过改变中子的数量来控制反应速度，故A正确；中子速度越快越不容易使链式反应发生，故B错误；正常运行的反应堆主要的辐射有γ辐射和中子辐射，水泥防护层外不可能检测到大量α粒子，故C错误；核裂变释放的能量与反应前后质量亏损有关，铀核裂变时会因产物种类不同导致质量亏损不同，释放能量不同，故D错误。4．(2023·湖南卷·1)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是()A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B．氘氚核聚变的核反应方程为eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(0,－1)eC．核聚变的核反应燃料主要是铀235D．核聚变反应过程中没有质量亏损答案A解析相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；根据质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n，B错误；核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。5．(2024·江苏淮安市开学考)2023年8月24日，日本福岛第一核电站启动核污染水排海。核污染水含高达64种放射性元素，其中氚(eq\o\ar(3,1)H)衰变过程中产生的电离辐射可损害DNA，是致癌的高危因素之一，半衰期为12.5年。其衰变方程为eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(y,x)He＋eq\o\ar(0,－1)e＋γ，下列说法正确的是()A．衰变方程中x＝2，y＝3B．秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度会变慢C．污染水排入大海经过稀释，氚的半衰期将减小D．经过25年，氚将全部衰变结束答案A解析由电荷数与质量数守恒可得3＝y＋0,1＝x＋(－1)，解得x＝2，y＝3，故A正确；半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故B、C错误；半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间，经过25年，即两个半衰期，剩余氚为原来的四分之一，并没有完全衰变完，故D错误。6．(多选)(2023·广东广州市三模)如图所示为射线测厚装置示意图，它的放射源为铯－137，已知铯－137的衰变方程为eq\o\ar(137,55)Cs→eq\o\ar(137,56)Ba＋eq\o\ar(0,－1)e，半衰期约为30年，下列说法正确的是()A．60年后剩余的eq\o\ar(137,55)Cs为原来的eq\f(1,4)B．金属板厚度越小，探测器接收到的辐射强度越大C．该衰变产生的β射线的电离本领比α射线强D．该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出答案AB解析经过两个半衰期后，铯剩余原来的四分之一，故A正确；金属板厚度越小，探测器接收到的辐射强度越大，故B正确；β射线的电离能力比α射线弱，故C错误；β衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个电子和一个质子，故D错误。7．(2024·山西吕梁市开学考)2022年10月，中国科学院近代物理研究所成功合成了新核素锕204(eq\o\ar(204,89)Ac)，锕204(eq\o\ar(204,89)Ac)可以进行α衰变，衰变方程为eq\o\ar(204,89)Ac→eq\o\ar(A,Z)X＋eq\o\ar(4,2)He，同时释放γ射线。下列说法正确的是()A．X的核子数为113B．X的质子数为87C．由于发生质量亏损，X的比结合能比锕204的比结合能小D．X和He的结合能之和一定小于eq\o\ar(204,89)Ac的结合能答案B解析根据衰变方程满足质量数守恒和电荷数守恒可知Z＝87，A＝200，故X的核子数为200，质子数为87，B正确，A错误；由于该反应释放能量，生成的新核X比锕204更稳定，故X的比结合能比锕204的比结合能大，C错误；eq\o\ar(A,Z)X和eq\o\ar(4,2)He的结合能之和一定大于eq\o\ar(204,89)Ac的结合能，D错误。8．(2023·福建厦门市质检)嫦娥五号月壤样品研究取得了最新成果，科研人员利用铀—铅(U－Pb)定年法，对样品中的富铀玄武岩矿物进行分析，证实了月球最“年轻”玄武岩年龄为(20.30±0.04)亿年。该定年法中的一个衰变链为eq\o\ar(238,92)U经一系列α、β衰变后形成稳定的eq\o\ar(206,82)Pb，此过程中衰变方程为eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(206,82)Pb＋xeq\o\ar(4,2)He＋yeq\o\ar(0,－1)e，则x、y分别为()A．6、4B．5、8C．8、6D．8、10答案C解析由质量数守恒和电荷数守恒有238－206＝4x,92－82＝2x－y，解得x＝8，y＝6，故选C。9．(2024·河北秦皇岛市期中)我国造出世界首个人造迷你心脏，人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238的质量m与t＝0时的质量m0的比值。则经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值约为()A．0.250B．0.875C．0.500D．0.707答案D解析原子核发生衰变时，剩余质量m＝m0经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值为eq\f(m,m0)＝＝＝eq\f(1,\r(2))≈0.707，故选D。10．(2024·河南项城五校联考)随着中国玉兔月球探测器成功着陆月球背面，世界上掀起了新一轮的月球探测热潮。月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3，氦3是一种非常理想的核聚变材料，月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为eq\o\ar(3,2)He＋eq\o\ar(2,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋X＋ΔE，其中ΔE为释放的核能。且知氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，则下列说法中正确的是()A．X为中子B．氦3的比结合能比氦核的比结合能大C．氦3的比结合能为eq\f(4E2－2E1－ΔE,3)D．氦3的比结合能为eq\f(4E2－2E1＋ΔE,3)答案C解析根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为eq\o\ar(3,2)He＋eq\o\ar(2,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,1)H＋ΔE，可知X为质子，故A错误；核反应放出能量，生成的氦核比氦3更稳定，可知氦3的比结合能比氦核的比结合能小，故B错误；根据3E＋2