核反应和核能 PPT课件
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第五节 核反应 核能ppt
复习: 1、完成下列的核反应方程式：
235 92
U n
1 0
13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n(
2 1 1 0
He )
He )
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn (
14 7
C e( N )
一、核反应： 某种元素的原子核变为另一种元素 的原子核的过程。 1、分类： 衰变、人工核转变、裂变等 2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
例1、质子和中子的发现方程。
3、核反应的能量来源分析： 爱因斯坦的相对论指出,物体的能量 荷质量之间存在着密切的联系.
二、质能方程
1、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 2 如:经过精确计算表明,氘核（ 1 H ）的质量比 0 1 中子（ 1 n ）和质子（H ）的质量之和小一些。 1 2、质能方程： E＝m c2 ΔE＝ Δm c2 3、证明：1 u = 931.5 MeV 4.核子在结合成原子核时，质量有亏损， 要放出能量。 反之，原子核分解成核子时要吸收能量。
两个中子和两个质子可以结合成一个氦 练习2 、 核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量 是1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反 应的质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
235 92
U n
1 0
13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n(
2 1 1 0
He )
He )
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn (
14 7
C e( N )
一、核反应： 某种元素的原子核变为另一种元素 的原子核的过程。 1、分类： 衰变、人工核转变、裂变等 2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
例1、质子和中子的发现方程。
3、核反应的能量来源分析： 爱因斯坦的相对论指出,物体的能量 荷质量之间存在着密切的联系.
二、质能方程
1、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 2 如:经过精确计算表明,氘核（ 1 H ）的质量比 0 1 中子（ 1 n ）和质子（H ）的质量之和小一些。 1 2、质能方程： E＝m c2 ΔE＝ Δm c2 3、证明：1 u = 931.5 MeV 4.核子在结合成原子核时，质量有亏损， 要放出能量。 反之，原子核分解成核子时要吸收能量。
两个中子和两个质子可以结合成一个氦 练习2 、 核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量 是1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反 应的质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
核能(PPT课件(初中科学)15张)
2、核聚变 （轻核聚变） 是使2个质量较小的原子核在超高温的条件 下结合成较大的新核，并释放能量的过程。
热核反应 聚变需要很高的温度，所以也叫 热核反应
热核反应一旦产生，就不再需要外界给它能 量，依靠自身产生的热就使核反应继续下去。
核聚变的例子： 氢弹，它的威力比原子弹大得多 我国第一颗氢弹爆炸时的情景。
能穿透几厘米厚的铅板 和几十厘米厚的混凝土
2、过量的辐射对人体和动物的组织都有破坏作用。
人体受到放射性污染，轻者头晕、疲乏、脱 发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少； 而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、 甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因 突变和染色体畸变。
因此，在使用放射性物质时，必须注意安全， 也要防止放射性物质空气、水、生活用品等 的污染。
3、如果较少的量， 并谨慎地加以控制， 射线也可以为人类 服务。
放射性物质的标志
医疗上利用γ 射线治疗癌症。
浙江省秦山核电站
四、放射线
1、原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性 物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出
肉眼看不见的、能量很高的射线。
如α射线、β射线、γ射线。
射线 实质
运行距离
α
带正电的高速运动 的氦原子核流
在空气中只能前进几厘米
β
带负电的高速运动 的电子流
能穿透几厘米厚的铝板
γ
能量很高的电磁波
第7节 核能
一、核 能
原子核产生改变时所产生的能量
1、原子是由什么组成？ 2、原子核是由什么组成？
质子
原子核
中子
核外电子
二、获得核能有两种途径：
1、核裂变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂 （重核裂变）成2个新原子核，并释放能量的过程
核反应、核能PPT课件 人教版共19页文档
核反应、核能PPT课件 人教版
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
ห้องสมุดไป่ตู้
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
原子核 核反应与核能 PPT课件
2 个质子和 2 个中子 中子转化为质子和电子 衰变实质 结合成一个整体射出
衰变规律
211H＋201n→42He
10n→11H＋－01e
电荷数守恒、质量数守恒
第4课时
(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其 实质是放射性原子核在发生α衰变或β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． (3)半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时 间，它表示放射性元素衰变的快慢．
解析 A项表示α衰变，C项表示轻核聚变，D项不是重核裂
变，选项A、C正确，D错误；B项中核反应为原子核的人工
转变，选项B错误．
第4课时
考点三 核力与核能的计算 考点解读 1．核力
(1)含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力，核力把 核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核． (2)特点：①核力是强相互作用的一种表现； ②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内．因此每个 核子只跟它的相邻核子间才有核力作用．
第4课时
二、核反应 [基础导引] 1．写出下列各放射性元素的 α 衰变方程：(1)29304Th(钍核)；
(2)6269Cu(铜核)． 答案 (1)23940Th→23808Ra＋42He (2)6269Cu→6227Co＋42He
2．写出下列各放射性元素的 β 衰变方程：(1)28434Bi(铋核)； (2)28140Po(钋核)． 答案 (1)24843Bi→28444Po＋－10e (2)21804Po→28150At＋－01e
其半衰期为 8 天．
①碘 131 核的衰变方程： 15331I→_______________(衰变后的
元素用 X 表示)．
核能PPT课件(人教版)
辐射防护与核安全
1 9 8 6 年4 月2 6 日1 时2 3 分4 4 秒，乌克兰 切尔诺贝利核电站4 号机组核反应堆产生爆炸， 顿时引起一片火海。反应堆内的放射性物质大量 泄漏，乌克兰一半以上的土地遭到了不同程度的 核污染，1 3 万居民被迫迁移他乡，3 0 0 多万人 受到核辐射侵害。成为人类和平利用核能历史上 最惨痛的悲剧。
的持续照射；二是中高剂量率、大剂量水平下的短时 间照射。
对于该种照射的防护可采用距离防护、时间防护 和屏蔽防护三种方法。
——内照射防护 放射性物质进入人体内部会引起内照射，进入人
体的放射性元素会在体内转移、沉积和排出。 其防护方法主要是湿式操作和进行封闭。
辐射防护与核安全
◆核安全
我们应该认识到这样的事实： 核反应堆不是原子弹，它不会爆炸； 由于核能与放射性密不可分，因此它一出现
B：核聚变的应用
几十年来受控核聚变研究受到国际广泛重视， 投入大量人力和资金开展各种实验研究，其目的是要 实现核聚变能的和平利用，建立核聚变堆及聚变能电 站。
当前开展核聚变研究的最重大的国际合作项目， 就是建造国际热核实验堆（ITER）。
1987年春，IAEA总干事邀请了欧共体、日、 美、苏的代表在维也纳开会，讨论加强聚变国际合作 问题。它们达成了共同协议，联合进行ITER概念设计 和辅助研究开发活动。
概述：
核能主要是指裂变能和聚变能。前者是铀、 钚等重元素的核分裂时释放出来的能量; 后者是氘、氚等轻元素的核聚合时释放出来 的能量。
核能应用的反应原理
1．裂变能 裂变能来自某些重核的裂变。例
如铀－235核的分裂方式有许多种，下面的 式子表示的只是其中之一种：
U 235
92
01n15461Ba
【精编】中小学精品课件核反应和核能课件.ppt
__________________是研究两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，B是原 子弹的核反应方程.
（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： ①卢瑟福发现质子的核反应方程为 147N+42He→178O+11H. ②查德威克发现中子的核反应方程为 94Be+42He→126C+10n. ③居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 2713Al+42He→3015P+10n； 3015P→3014Si+0 1e.
23491Pa+0-1e（ 衰变）
原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原 子核的衰变.放射性元素衰变时放出的射线共有三种： α 射线，β 射线和 γ 射线，其射线的本质和性质如下表： 射线和 半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间， 它表示放射性元素衰变的快慢，半衰期是由元素的性质决 定的，与它所处的物理状态和化学状态无关，不同的放射性 元素半衰期不同.
思路点拨：半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原
子核内部因素决定的，与外界环境无关，由
n=N
(
1
t
)
2
，M′=M
(
1
t
)
可进行有关计算.
2
解析：（2）经过三个半衰期，剩余镭的质量为
M′=M
(
1
6.1核能和核反应课件(人教版)
O
2．核能 质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。
要使它们分裂或结合都是极其困难的。
质量较大的原子核产生分裂或者质量较小的原 子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这 就是核能。
二、裂变
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀 235原子核，使其产生了裂变。
1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤 完全燃烧时释放的能量。
可控聚变尚未实 现，海水中蕴藏着丰 富的氘核，科学家预 言，通过可控聚变来 利用核能，将有望彻 底解决人类能源问题。
课堂小结
核能 裂变 聚变
原子的条件
用中子轰击铀核，铀核才能产生裂变，放出 能量。
外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样 才能让裂变继续下去呢？
2．链式反应 想想议议
将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴 后，会产生什么？
用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释 放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会 继续轰击其那么他，铀地核球。上于的是能源就是导否致是一无系尽列的呢铀？核持续裂变， 并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。
核反应和核能
人教版物理选修2-3
一、核能
1．原子结构 以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子
组成。
H2O分子
原子由原子核和核外电子组成。 （1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。 原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子 带负电荷。二者电荷量相同。
H
（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。 原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带 电，所以正负电荷量仍然相同。
3．核电站利用核能发电 核电站的核心设
备是核反应堆。核反 应堆是原子核产生链 式反应的场所。
2．核能 质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。
要使它们分裂或结合都是极其困难的。
质量较大的原子核产生分裂或者质量较小的原 子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这 就是核能。
二、裂变
1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀 235原子核，使其产生了裂变。
1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤 完全燃烧时释放的能量。
可控聚变尚未实 现，海水中蕴藏着丰 富的氘核，科学家预 言，通过可控聚变来 利用核能，将有望彻 底解决人类能源问题。
课堂小结
核能 裂变 聚变
原子的条件
用中子轰击铀核，铀核才能产生裂变，放出 能量。
外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样 才能让裂变继续下去呢？
2．链式反应 想想议议
将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴 后，会产生什么？
用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释 放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会 继续轰击其那么他，铀地核球。上于的是能源就是导否致是一无系尽列的呢铀？核持续裂变， 并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。
核反应和核能
人教版物理选修2-3
一、核能
1．原子结构 以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子
组成。
H2O分子
原子由原子核和核外电子组成。 （1）氢原子由原子核和一个核外电子组成。 原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子 带负电荷。二者电荷量相同。
H
（2） 氧原子由原子核和八个核外电子组成。 原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带 电，所以正负电荷量仍然相同。
3．核电站利用核能发电 核电站的核心设
备是核反应堆。核反 应堆是原子核产生链 式反应的场所。
2023人教版选修(2-3)《核反应和核能》ppt
解析：选BD.原子核衰变成新核，新核与未衰 变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量 、质量减少一半，A错B对；衰变快慢由原子核 内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学 状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等 ，故C错D对．
三、核反应的四种类型
特别提醒：(1)核反应过程一般都是不可逆的，所 以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不 能用等号连接． (2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭 空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应 方程．
四、核能的产生和计算 1．获得核能的途径 (1)重核裂变：某些重核分裂成中等质量的核的 反应过程，同时释放大量的核能．要使铀 235 发生链式反应以持续地输出能量，铀块的体积应
大于它的临界体积． 重核的裂变：如23952U＋10n→9308Sr＋15364Xe＋1010n 应用：原子弹、核反应堆
(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反
(2)约里奥－居里夫妇因发现人工放射性元素而
获得了 1935 年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射
性元素3105P 衰变成3104Si 的同时放出另一种粒子，这 种粒子是________.3125P 是3105P 的同位素，被广泛应 用于生物示踪技术，1 mg 3125P 随时间衰变的关系 如图 15－3－1 所示，请估算 4 mg 的3125P 经多少天 的衰变后还剩 0.25 mg?
二、原子核的衰变 1．原子核衰变规律
2.确定衰变次数的方法 (1)设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰 变后，变成稳定的新元素AZ′′Y，则表示该核反应 的方程为 AZX→AZ′′Y＋n24 He＋m－01e. 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m. (2)确定衰变次数，因为 β 衰变对质量无影响，先 由质量数的改变确定 α 衰变的次数，然后再根据 衰变规律确定 β 衰变的次数. 3．对半衰期的理解
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（2）由电荷数守恒和质量数守恒可以判定X的质量数为140， 电荷数为54，所以中子数为：140－54=86.
（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 A、B （2）140 86 （3）见解析
（4）核反应方程遵循的规律 ①质量数守恒. ②电荷数守恒.
3.核能 （1）核力：核子间的作用力.其特点为短程强引力：作用范围 为 2.0×10-15 m，只在相邻的核子间发生作用. （2）核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核 子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能. （3）质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程 E= mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的 质量和要小 Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能 ΔE=Δmc2.
第三单元 核反应 核能
基础整合
1.原子核的组成 （1）原子核由质子和中子组成. （2）具有相同的质子数、不同的中子数的原子互称为同位
素，同位素具有相同的化学性质. （3）物质发射射线的性质称为放射性，放射性元素自发地
放出射线的现象叫做天然放射现象.
2.核反应 （1）衰变射线，其射线的本质和性质如下表：
答案：A.
【例 4】 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有原来静止的铀核
238 U92 和 234 90Th，由于发生衰变而使生成物做匀速圆周运动. （1）试画出铀 238 发生 α 衰变时产生 α 粒子及新核的运动 轨迹示意图和钍 234 发生 β 衰变时产生 β 粒子及新核的运动 轨迹示意图.
（2）若铀核的质量为 M，α 粒子的质量为 m，α 粒子带的电荷量 为 q，测得 α 粒子做圆周运动的轨道半径为 R，反应过程中释放
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
思路点拨：半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原
子核内部因素决定的，与外界环境无关，由
n=N
(
1
t
)
2
，M′=M
(
1
t
)
可进行有关计算.
2
解析：（2）经过三个半衰期，剩余镭的质量为
M′=M
(
1
t
)
=100×
1
g=12.5 g.
2
8
已衰变的镭的质量为（100－12.5） g=87.5 g.
D.β射线的电子是原子核外电子释放出来而形成的
解析：元素的半衰期与它的物理状态和化学状态无关，A 对；一个原子核衰变时只能放出一个α粒子或一个β粒子， 同时由于新核不稳定，伴随着γ射线的释放，大量不同元
素的原子核衰变时可同时放出α、β、γ射线，但α、β粒子
是实物粒子，γ是电磁波，B错；治疗脑肿瘤的“γ刀”是 利用了γ射线贯穿本领大，能量高的特点，C错；β射线的 电子是原子核衰变时由一个中子变成质子同时释放出的一 个电子，D错. 答案：A.
（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： ①卢瑟福发现质子的核反应方程为 147N+42He→178O+11H. ②查德威克发现中子的核反应方程为 94Be+42He→126C+10n. ③居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 2713Al+42He→3015P+10n； 3015P→3014Si+0 1e.
R
qB
可见放射性元素衰变时，产生的新核和放出的粒子在同一磁场中各自做 圆周运动的半径与电荷量成反比.对于铀核来说，α 衰变产生的钍 234 带 的电荷量是 α 粒子的 45 倍，所以 α 粒子做圆周运动的半径是产生的新核 钍的 45 倍，另外 α 粒子与新核钍都是带正电的，所以两个轨迹圆是外切 的.
23491Pa+0-1e（ 衰变）
原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原 子核的衰变.放射性元素衰变时放出的射线共有三种： α 射线，β 射线和 γ 射线，其射线的本质和性质如下表： 射线和 半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间， 它表示放射性元素衰变的快慢，半衰期是由元素的性质决 定的，与它所处的物理状态和化学状态无关，不同的放射性 元素半衰期不同.
子数相差 24.
此核反应的全过程中各部分的中子数如下式：
244 94Pu→942He+6
e+ Pb 0
208
－1
82
中子数 150 18 0 126
由此可见反应前中子数为 150，反应后的中子总数为 18+126=144，
故此过程中损失了 6 个中子.
答案：9 次 α 衰变，6 次 β 衰变 多 12 个质子，24 个中子 6 个中子
解析：（1）根据核反应过程中的电荷数守恒和质量数守恒可知：式中的 X 为中子（10n），a=3.核反应中质量亏损为 Δm=m U+mn－m Ba－mkr－3mn=m U－m Ba－mkr－2mn， 根据爱因斯坦质能方程可得核反应过程中释放出的核能 ΔE=Δmc2=（mU－m Ba－mkr－2mn）c2. （2）核电站一年的发电量 W=Pt① 式中 t 表示一年的时间 一年内核电站提供的核能为 E=W/η② 每次核反应释放的能量为 ΔE，一年内需要核反应的次数为 N=E/ΔE③ 一年内消耗 235 U92 的质量为 m=NMU④ ①②③④联立并代入数据得：m=1.10×103 kg.
__________________是研究两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，B是 原子弹的核反应方程.
针对训练 3－1：雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe）而获得了
2002 年度诺贝尔物理学奖.他探测电子中微子所用的探测器的主体是一个贮满
615 t 四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶中微子可以将一个氯核转变为一个氩核和
一个电子，其核反应方程式为 νe+3717Cl→3718Ar+ 0－1e.
n=N
(
1
t
)
，
2
M′=M
(
1
t
)
中，n、M′是指剩余的原子核的量，而不是衰变的量.
2
针对训练1－1：关于原子核衰变，下列说法正确的是（ ） A.同一种放射性元素处于单质状态或化合物状态，温度升
高或降低，其半衰期相同
B.原子核衰变可同时放出α、β、γ射线，它们都是电磁波 C.治疗脑肿瘤的“γ刀”是利用了γ射线电离本领大的特性
（3）核裂变和核聚变 ①重核裂变 重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过程. 如：235 92U+10n→13654Xe+9038Sr+ 1010n. 由于重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的 过程称为链式反应，发生链式反应的条件是：裂变物 质的体积大于临界体积. 裂变的应用：原子弹、核反应堆. ②轻核聚变 聚变是两个轻核结合成质量较大的核的反应过程. 如：31H+21H→42He+ 10n+17.60 MeV 使核发生聚变需要几百万度以上的高温，因此聚变又叫热核反应.
【例 2】 现有五个核反应：
A.21H+31H→42He+10n
B.235 92U+10n→X+9438Sr+210n
C.2411Na→2412Mg+
e 0 －1
D.22088Ra→21686Rn+42He
E.42He+2713Al→3015P+10n
（1）__________________是发现中子的核反应方程，
种类 本质
射线 42He
射线
e0
-1
射线 光子
电离本领 最强 较弱
穿透本领 最弱（空气中几厘米或一张薄纸） 较强（几毫米的铝板）
最弱
最强（几厘米的铅板）
按照衰变时放出粒子的不同又分为 α 衰变和 β 衰变，
其核反应方程如下：
U 238 92
23490Th+42He（ 衰变）
Th 234 90
方法技巧. （1）电荷数守恒和质量数守恒是正确书写核反应方程的关
键. （2）熟记几种核反应类型的基本概念.
针对训练 2－1：放射性元素钚核 244 94Pu 经过多少次 α、
β 衰变后将变成铅核 208 82Pb？钚核比铅核多多少个质子 和中子？此衰变的全过程中共损失了多少个中子？
解析：设此过程中发生了 x 次 α 衰变、y 次 β 衰变， 则衰变方程可以写成 244 94Pu→x42He+y 0－1e+20882Pb
典例研析 类型一.关于半衰期的理解 【例 1】 （1）关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有（ ） A.是原子核质量减少一半所需的时间 B.是原子核有半数发生衰变所需的时间 C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的半衰期 D.可以用来测定地质年代、生物年代等 （2）设镭 226 的半衰期为 1.6×103年，质量为 100 g 的镭 226 经过 4.8×103 年后，有多少克镭发生衰变?若衰变后的镭变为铅 206，则此 时镭铅质量之比为多少?
根据衰变中的电荷数守恒与质量数守恒建立下面方程：
244=4x+208 94=2x历了 9 次 α 衰变与 6 次 β 衰变.
钚核
244
94Pu
的质子数为
94、中子数为
150，铅核
（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 A、B （2）140 86 （3）见解析
（4）核反应方程遵循的规律 ①质量数守恒. ②电荷数守恒.
3.核能 （1）核力：核子间的作用力.其特点为短程强引力：作用范围 为 2.0×10-15 m，只在相邻的核子间发生作用. （2）核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核 子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能. （3）质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程 E= mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的 质量和要小 Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能 ΔE=Δmc2.
第三单元 核反应 核能
基础整合
1.原子核的组成 （1）原子核由质子和中子组成. （2）具有相同的质子数、不同的中子数的原子互称为同位
素，同位素具有相同的化学性质. （3）物质发射射线的性质称为放射性，放射性元素自发地
放出射线的现象叫做天然放射现象.
2.核反应 （1）衰变射线，其射线的本质和性质如下表：
答案：A.
【例 4】 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有原来静止的铀核
238 U92 和 234 90Th，由于发生衰变而使生成物做匀速圆周运动. （1）试画出铀 238 发生 α 衰变时产生 α 粒子及新核的运动 轨迹示意图和钍 234 发生 β 衰变时产生 β 粒子及新核的运动 轨迹示意图.
（2）若铀核的质量为 M，α 粒子的质量为 m，α 粒子带的电荷量 为 q，测得 α 粒子做圆周运动的轨道半径为 R，反应过程中释放
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
思路点拨：半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原
子核内部因素决定的，与外界环境无关，由
n=N
(
1
t
)
2
，M′=M
(
1
t
)
可进行有关计算.
2
解析：（2）经过三个半衰期，剩余镭的质量为
M′=M
(
1
t
)
=100×
1
g=12.5 g.
2
8
已衰变的镭的质量为（100－12.5） g=87.5 g.
D.β射线的电子是原子核外电子释放出来而形成的
解析：元素的半衰期与它的物理状态和化学状态无关，A 对；一个原子核衰变时只能放出一个α粒子或一个β粒子， 同时由于新核不稳定，伴随着γ射线的释放，大量不同元
素的原子核衰变时可同时放出α、β、γ射线，但α、β粒子
是实物粒子，γ是电磁波，B错；治疗脑肿瘤的“γ刀”是 利用了γ射线贯穿本领大，能量高的特点，C错；β射线的 电子是原子核衰变时由一个中子变成质子同时释放出的一 个电子，D错. 答案：A.
（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： ①卢瑟福发现质子的核反应方程为 147N+42He→178O+11H. ②查德威克发现中子的核反应方程为 94Be+42He→126C+10n. ③居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 2713Al+42He→3015P+10n； 3015P→3014Si+0 1e.
R
qB
可见放射性元素衰变时，产生的新核和放出的粒子在同一磁场中各自做 圆周运动的半径与电荷量成反比.对于铀核来说，α 衰变产生的钍 234 带 的电荷量是 α 粒子的 45 倍，所以 α 粒子做圆周运动的半径是产生的新核 钍的 45 倍，另外 α 粒子与新核钍都是带正电的，所以两个轨迹圆是外切 的.
23491Pa+0-1e（ 衰变）
原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原 子核的衰变.放射性元素衰变时放出的射线共有三种： α 射线，β 射线和 γ 射线，其射线的本质和性质如下表： 射线和 半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间， 它表示放射性元素衰变的快慢，半衰期是由元素的性质决 定的，与它所处的物理状态和化学状态无关，不同的放射性 元素半衰期不同.
子数相差 24.
此核反应的全过程中各部分的中子数如下式：
244 94Pu→942He+6
e+ Pb 0
208
－1
82
中子数 150 18 0 126
由此可见反应前中子数为 150，反应后的中子总数为 18+126=144，
故此过程中损失了 6 个中子.
答案：9 次 α 衰变，6 次 β 衰变 多 12 个质子，24 个中子 6 个中子
解析：（1）根据核反应过程中的电荷数守恒和质量数守恒可知：式中的 X 为中子（10n），a=3.核反应中质量亏损为 Δm=m U+mn－m Ba－mkr－3mn=m U－m Ba－mkr－2mn， 根据爱因斯坦质能方程可得核反应过程中释放出的核能 ΔE=Δmc2=（mU－m Ba－mkr－2mn）c2. （2）核电站一年的发电量 W=Pt① 式中 t 表示一年的时间 一年内核电站提供的核能为 E=W/η② 每次核反应释放的能量为 ΔE，一年内需要核反应的次数为 N=E/ΔE③ 一年内消耗 235 U92 的质量为 m=NMU④ ①②③④联立并代入数据得：m=1.10×103 kg.
__________________是研究两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，B是 原子弹的核反应方程.
针对训练 3－1：雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe）而获得了
2002 年度诺贝尔物理学奖.他探测电子中微子所用的探测器的主体是一个贮满
615 t 四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶中微子可以将一个氯核转变为一个氩核和
一个电子，其核反应方程式为 νe+3717Cl→3718Ar+ 0－1e.
n=N
(
1
t
)
，
2
M′=M
(
1
t
)
中，n、M′是指剩余的原子核的量，而不是衰变的量.
2
针对训练1－1：关于原子核衰变，下列说法正确的是（ ） A.同一种放射性元素处于单质状态或化合物状态，温度升
高或降低，其半衰期相同
B.原子核衰变可同时放出α、β、γ射线，它们都是电磁波 C.治疗脑肿瘤的“γ刀”是利用了γ射线电离本领大的特性
（3）核裂变和核聚变 ①重核裂变 重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过程. 如：235 92U+10n→13654Xe+9038Sr+ 1010n. 由于重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的 过程称为链式反应，发生链式反应的条件是：裂变物 质的体积大于临界体积. 裂变的应用：原子弹、核反应堆. ②轻核聚变 聚变是两个轻核结合成质量较大的核的反应过程. 如：31H+21H→42He+ 10n+17.60 MeV 使核发生聚变需要几百万度以上的高温，因此聚变又叫热核反应.
【例 2】 现有五个核反应：
A.21H+31H→42He+10n
B.235 92U+10n→X+9438Sr+210n
C.2411Na→2412Mg+
e 0 －1
D.22088Ra→21686Rn+42He
E.42He+2713Al→3015P+10n
（1）__________________是发现中子的核反应方程，
种类 本质
射线 42He
射线
e0
-1
射线 光子
电离本领 最强 较弱
穿透本领 最弱（空气中几厘米或一张薄纸） 较强（几毫米的铝板）
最弱
最强（几厘米的铅板）
按照衰变时放出粒子的不同又分为 α 衰变和 β 衰变，
其核反应方程如下：
U 238 92
23490Th+42He（ 衰变）
Th 234 90
方法技巧. （1）电荷数守恒和质量数守恒是正确书写核反应方程的关
键. （2）熟记几种核反应类型的基本概念.
针对训练 2－1：放射性元素钚核 244 94Pu 经过多少次 α、
β 衰变后将变成铅核 208 82Pb？钚核比铅核多多少个质子 和中子？此衰变的全过程中共损失了多少个中子？
解析：设此过程中发生了 x 次 α 衰变、y 次 β 衰变， 则衰变方程可以写成 244 94Pu→x42He+y 0－1e+20882Pb
典例研析 类型一.关于半衰期的理解 【例 1】 （1）关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有（ ） A.是原子核质量减少一半所需的时间 B.是原子核有半数发生衰变所需的时间 C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的半衰期 D.可以用来测定地质年代、生物年代等 （2）设镭 226 的半衰期为 1.6×103年，质量为 100 g 的镭 226 经过 4.8×103 年后，有多少克镭发生衰变?若衰变后的镭变为铅 206，则此 时镭铅质量之比为多少?
根据衰变中的电荷数守恒与质量数守恒建立下面方程：
244=4x+208 94=2x历了 9 次 α 衰变与 6 次 β 衰变.
钚核
244
94Pu
的质子数为
94、中子数为
150，铅核