本章高考考点总结——原子核（一）原子核的三种衰变和三种射线性质 1．原子核的三种衰变 (1)①α衰变是原子核放出两个质子和两个中子的结合体． ②β衰变是原子核内的一个中子变成一个质子时发生的． ③β＋衰变是原子核内的质子转变成一个中子时产生的．γ射线是在发生α衰变、β衰变和β＋衰变时，产生的新核由较高能量状态向较低能量状态跃迁时发生的． (2)不论发生哪种衰变，衰变前后的电荷数和质量数是守恒的． 2．三种放射性射线 三种射线是指α射线、β射线和γ射线，三种射线的实质和特性如下表所示． 3.确定衰变次数的方法 (1)X→Y＋nHe＋me 根据质量数、电荷数守恒得A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m 二式联立求解得α衰变次数n和β衰变次数m. (2)根据α衰变和β衰变实质(β衰变质量数不变)直接求解 （二）对核反应方程的类型的理解 1．四类核反应方程的比较 (2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒． （三）核能的计算 1．利用质能方程来计算核能 (1)首先根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm. (2)再根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．方程ΔE＝Δmc2中若Δm的单位用“kg”、c的单位用“m/s”，则ΔE的单位为“J”；若Δm的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式1 u相当于931.5 MeV推算ΔE，此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”，即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV. 2．利用平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝核子的平均结合能×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． 3．利用能量守恒定律计算 核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能． （四）核裂变与核能的计算 1.链式反应发生的条件 (1)铀块的体积大于临界体积．体积超过临界体积时，保证中子能够碰到铀核． (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子． 2.．裂变反应的能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量．一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温． 3.根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积．如果体积小，中子从铀块中穿过，碰不到原子核，则链式反应不会发生．在裂变反应中核子数是不会减少的 （五）核聚变和核能的计算 1．聚变发生的条件：要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15 m，这要克服电荷间强大的斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能．要使原子核具有足够大的动能，就要给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温． 2．轻核聚变是放能反应：从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应． 3．聚变方程 好题解析，考点渗透1、为测定水库的存水量，将一瓶放射性溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分钟衰变8×107次，这种元素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量． 【解题如图所示】 2、一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知原子质量单位1 u＝1.67×10－27 kg，1 u相当于931.5 MeV的能量) (1)写出铀核的衰变反应方程； (2)算出该衰变反应中释放出的核能； (3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？ 【解题如图所示】 3、中国第三代核电自主化的依托项目——山东海阳核电站两台机组的开工，在全世界引起了轰动．在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能． 4、在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是( ) A．查德威克通过研究阴极射线发现了电子 B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说 C．居里夫人首先发现了天然放射现象 D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子 解析：选D．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，A错；卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说，B错；贝克勒尔首先发现了天然放射现象，C错． 知识框架 如图所示 |
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