第十九章原子核必记知识

第十九章 原子核 必记知识
1、放射性元素自发地．．．
发出射线的现象，叫做天然放射现象。

2、原子序数大于或等于．．．．．83的元素，都能．．
自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。

3、首先发现天然放射现象的是法国科学家贝克勒尔。

4、α射线是高速运动的氦原子核，穿透能力最弱，电离作用最强，α粒子的速度可以达到光速的1/10；β射线是高速电子流，贯穿本领较强，电离作用较弱，速度可达光速的99%，γ射线是能量很高的电磁波，贯穿能力最强，电离作用最小，速度等于光速。

5、如果一种元素具有放射性，无论它是以单质存在，还是以化合物存在，都具有放射性，放射性的强度，也不受温度、外界压强的影响。

由此可知放射线都是由原子核发出的。

6、天然放射现象的发现说明了原子核内部是有结构的，或者说人类是从天然放射现象开始认识到原子核是可分的。

7、质子是卢瑟福发现的，其核反应方程是：H O He N 1117842147+→+，这也是人类第一次实现
的原子核人式转变。

8、中子是查德威克发现的，其核反应方程是：n C He Be 101264294+→+。

9、原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子，它们的质量数都为1；质子带电量为+e ，电荷数为1，原子核常用符号X A
Z 表示，X 为元素符号，A 为核的质量数，Z 为核的电荷数，核内中子数等于A-Z 。

10、原子核放出α粒子和β粒子后，变成了另一种原子核，这种变化叫原子核的衰变。

放出β粒子的衰变叫β衰变，放出α粒子的衰变叫α衰变。

原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。

11、β衰变的实质是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，其转化方程是：e H n 01111
0-+→，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子。

12、原子核的能量也跟原子的能量一样，存在着能级。

放射性的原子核在发生α衰变和β衰变时，往往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，形成γ射线。

13、原子核衰变的快慢用半衰期表示，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。

半衰期描述的是大量原子核发生衰变时的统计规律，对少量原子核不适用。

一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。

14、射线中的粒子与其他物质作用时会产生三种效应：（1）粒子使气体式液体电离，以这些
离子为核心，过饱和汽会出现云雾，过热液体会产生气泡，（2）使照相底片感光，（3）使荧光物质发光。

15、常用的射线探测器有（1）威耳逊云室，（2）气泡室，（3）盖革-米勒计数器。

根据威耳
逊云室和气泡室中射线径迹的长短、粗细和轨迹的弯曲方向要以分析粒子的带电、动量、能量等情况；盖革-米勒读数器只能用来计数，不能区分射线的种类，若两个粒子射来的时间间隔小于200微秒，盖革-米勒读数器也不能区分它们。

16、在云室中，由于α粒子的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它的径迹直而粗；β粒
子质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它的径迹细且常常弯曲。

γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。

17、原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．．．。

在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒。

18、核反应类型分为：衰变、核聚变、核裂变、人工核转变（核反应）。

19、天然放射性同位素不过四十多种，而人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素
都有．．
了自己的放射性同位素。

20、人造放射性同位素与天然放射性元素相比有如下优点：（1）放射性强度容易控制，（2）
可以制成各种所需的形状，（3）半衰期短，放射性废料容易处理。

所以凡是用到射线时，用的都是人造放射性同位素，而不用天然放射性物质。

21、放射性同位素的应用：（1）用射线测钢板厚度，（2）辐射烟雾报警器，（3）放射治疗，（4）
用γ射线照射种子，诱发基因变异，（5）用γ射线照射食品，杀死细菌抑制蔬菜发芽延长保存期，（6）用做示踪原子。

22、自然界中的四种基本相互作用力：（1）万有引力，（2）电磁力，（3）强力，（4）弱力。

23、万有引力和电磁力都是“长程力”，即可以作用到无限远的距离，在相同的距离上，电磁
力远大于万有引力（1035倍）。

24、核力是强力的一种表现。

核力有三个特点：（1）在它的作用范围内，核力比库仑力大得
多，（2）核力是短程力，作用范围在1.5⨯10-15m 之内。

核力在大于0.8⨯10-15m 时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.5⨯10-15m ，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.8⨯10-15m 时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。

25、弱力也是短程力，其力程比强力的更短，为10-18m ，作用强度比电磁力小。

弱力是引起
原子核β衰变的原因。

26、把原子核分开为一个个单独的核子时所需要的能量，叫原子核的结合能。

把分立的核子
结合成原子核的过程中所释放的能量等于结合能。

27、结合能与核子数之比叫做比结合能．．．．
，也叫平均结合能。

比结合能越大，表示原子核越稳定。

28、原子核的质量小于．．
组成它的核子的质量之和，这个现象叫质量亏损。

核反应中也存在质量亏损(用m ∆表示)现象，核反应中所吸收或释放的核能等于2
mC ∆
29、铀核裂变的产物是多样的，通常为二分裂，也有三分裂、四分裂现象。

30、由重核裂变产生的中子使裂变反应一代一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．．．．。

链式反应能发生的条件是裂变物质的体积要超过临界体积。

31、1942年，费米主持建立了世界上第一个核反应堆装置，首次通过可控制的链式反应．．．．．．．．
实现了核能的释放。

32、目前所有的核电站都是利用核裂变所释放的核能来发电的。

核电站的核心是核反应堆，
它主要有四部分组成：（1）核燃料（铀棒），（2）慢化剂（常用石墨、重水或普通水），作用使快中子减速为慢中子，（3）控制棒（镉棒）作用是吸收中子，控制核反应速度，（4）冷却剂（水或液态金属钠等流体），作用是把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时使反应堆冷却。

33、为了防止放射性物质的泄漏造成环境污染，反应堆的外面要修建很厚的水泥层，核电站
的放射性废料要装入特制的容器，并深埋地下。

34、发生核聚变的条件是温度要达到几百万开尔文，所以核聚变又叫热核反应。

太阳（恒星）
的能量就是由核聚变释放出来的，在释放能量的过程中，太阳的质量会不断减小。

35、聚变与裂变相比，有三个优点：（1）聚变产能效率高，（2）地球上聚变燃料的储量丰富，
（3）聚变更为安全、清洁。

36、原子弹是利用核裂变原理制成，氢弹是利用核聚变原理制成。

37、粒子可分为三大类：（1）强子，参与强相互作用的粒子，强子又分为介子和重子，重子
又分为核子和超子，（2）轻子，不参与强相互作用的粒子，目前发现的轻子只有6种，（3）媒介子，是传递各种粒子间相互作用力的粒子。

所有强子和轻子都具有对应的反粒子。

如
38、强子是由夸克组成的，夸克有6
种，它们带的电荷分别为e 3
+或e 3-，每种夸克都有
对应的反夸克。

夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。

39、宇宙演化简要过程：
32→K 13→K 11→
K 9→K 大爆炸后一万年410→K
→冷却
→
40、恒星演化简图：
→转变为内能一步收缩，引力势能→
K 7→
缩
→
核反应都不发生→
41、互为同位素的原子的原子核内质子数相同，中子数一定不同，核外电子数相同。