章末分層突破[自我校對]①相鄰②短程③m前－m后④mc2⑤Δmc2⑥大于⑦幾百萬⑧引力⑨武器⑩廢料幾個重要的核反應核反應式與其相關的重要內容eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heα衰變實質2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)eβ衰變實質eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)eeq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H質子的發現(1919年)盧瑟福eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n中子的發現(1932年)查德威克eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n人工放射性同位素的發現居里夫婦eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e正電子的發現(1934年)居里夫婦eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n重核的裂變eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n輕核的聚變核反應有以下幾種情況：一是衰變，二是人工轉變，三是裂變，四是聚變．核反應可用方程來表示，叫核反應方程．完成下列核反應方程，并指明它屬于何種核反應．(1)eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,)90Th＋()屬________；(2)eq\o\al(9,4)Be＋()→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n，屬________；(3)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋()，屬________；(4)eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,)54Xe＋()，屬________．【解析】根據質量數和電荷數守恒可判定：(1)中的未知核為eq\o\al(4,2)He，該反應屬衰變；(2)中的未知核為eq\o\al(4,2)He，該反應屬人工轉變；(3)中的未知核為eq\o\al(1,0)n，該反應屬于聚變；(4)中的未知核為10eq\o\al(1,0)n，該反應屬于裂變．【答案】見解析核能的產生及計算1.獲得核能的途徑(1)重核裂變：重核俘獲一個中子后分裂成為兩個(或多個)中等質量的核的反應過程，重核裂變的同時放出幾個中子，并釋放出大量核能．為了使鈾235裂變時發生鏈式反應，鈾塊的體積應達到它的臨界體積．重核的裂變：如eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n.應用：原子彈、原子反應堆．(2)輕核聚變：某些輕核結合成質量較大的核的反應過程，同時釋放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必須達到幾百萬度以上的高溫，因此聚變反應又叫熱核反應．輕核的聚變：如：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n.應用：氫彈、可控熱核反應．2．核能的計算重核的裂變和輕核的聚變，存在質量虧損，根據愛因斯坦質能方程ΔE＝Δmc2，可以判斷兩種核反應都會向外釋放能量，計算核能的方法如下：(1)質能方程ΔE＝Δmc2是計算釋放核能多少的主要方法，質量虧損Δm的確定是計算核能的關鍵．(2)核反應中如無光子輻射，核反應釋放的核能全部轉化為新核的動能和新粒子的動能．這種情況下的核能可由下列關系計算：反應前總動能＋反應過程中釋放的核能＝反應后總動能．已知氘核質量為6u，中子質量為7u，eq\o\al(3,2)He核的質量為0u.(1)寫出兩個氘核聚變成eq\o\al(3,2)He的核反應方程；(2)計算上述核反應中釋放的核能；(3)若兩氘核以相等的動能MeV做對心碰撞，即可發生上述核反應，且釋放的核能全部轉化為機械能，則反應中生成的eq\o\al(3,2)He核和中子的動能各是多少？【解析】(1)應用質量數守恒和核電荷數守恒，不難寫出核反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n.(2)由題給條件可求出質量虧損為：Δm＝[6×2－0＋7)]u＝5u所以釋放的核能ΔE＝×5MeV＝MeV.(3)因為該反應中釋放的核能全部轉化為機械能，即轉化為eq\o\al(3,2)He核和中子的動能，若設eq\o\al(3,2)He核和中子的質量分別為m1、m2，動量分別為p1、p2，動能分別為Ek1、Ek2，氘核的動能為Ek0，則由動量守恒及能的轉化和守恒定律，得p1－p2＝0①Ek1＋Ek2＝2Ek0＋ΔE②由Ek＝eq\f(p2,2m)得eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(m2,m1)＝eq\f(1,3)③由①②③得：Ek1＝eq\f(1,4)(2Ek0＋ΔE)＝MeVEk2＝eq\f(3,4)(2Ek0＋ΔE)＝MeV.【答案】(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)MeV(3)MeVMeV1若核反應前后各核的質量單位為kg，則用ΔE＝Δmc2求核能時，核能單位為J.2若核反應前后各核的質量單位為u，則用ΔE＝Δmc2.,求核能時，結合1u的質量對應的能量為MeV，求得核能單位為MeV.1.(多選)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為×107m/s的質子p后，變為處于激發態的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*.下列說法正確的是()A．核反應方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應過程中系統動量守恒C．核反應過程中系統能量不守恒D．硅原子核速度的數量級為105m/s，方向與質子初速度的方向一致【解析】核反應過程中遵循質量數守恒和電荷數守恒，核反應方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，說法A正確．核反應過程中遵從動量守恒和能量守恒，說法B正確，說法C錯誤．根據動量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的數量級為105m/s，方向與質子初速度方向一致，說法D正確．【答案】ABD2．在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是__________________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．(填正確答案標號)\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)e\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n【解析】α衰變是一種元素衰變成另一種元素過程中釋放出α粒子的現象，選項C為α衰變；β衰變為衰變過程中釋放出β粒子的現象，選項A、B均為β衰變；重核裂變是質量較大的核變成質量較小的核的過程，選項E是常見的一種裂變；聚變是兩個較輕的核聚合成質量較大的核的過程，選項F是典型的核聚變過程．【答案】CABEF3．在實驗室內較精準地測量到雙β衰變事例是在1987年公布的，在進行了7960小時的實驗后，以68%的置信度認出eq\o\al(82,34)Se發生的36個雙β衰變事例，已知靜止的eq\o\al(82,34)Se發生雙β衰變時，將釋放出兩個電子和兩個中微子νe(中微子的質量數和電荷數都為零)，同時轉變成一個新核X，則X核的中子數為________；若衰變過程釋放的核能是E，真空中的光速為c，則衰變過程的質量虧損是________．【解析】衰變方程為：eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)X＋2eq\o\al(0,－1)e＋2νe，X核的中子數為82－36＝46，由質能方程有：Δmc2＝E，Δm＝eq\f(E,c2).【答案】46eq\f(E,c2)4．用中子轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U)，其中的一個可能反應是分裂成鋇(eq\o\al(141,56)Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)兩部分，放出3個中子．各個核和中子的質量如下：mU＝9×10－27kg，mn＝9×10－27kg；mBa＝6×10－27kg，mKr＝7×10－27kg.試寫出核反應方程，求出反應中釋放的核能.【導學號：64772058】【解析】根據反應前后質量數守恒、電荷數守恒和反應中的能量守恒，就可以寫出核反應方程．根據核反應前后的質量虧損，用愛因斯坦質能方程就可求出釋放的核能．鈾核裂變方程為eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\a