[新教材]《原子核》课件.人教

OA＝1.0 m 时，放在 MN 左侧的粒子接收器收到垂直于边界 MN 方
向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过 OA 的直线 1.0 m，则此
时可以推断出一静止镭核22868Ra 衰变时放出的能量是多少？(保留两 位有效数字，取 1 u＝1.6×10－27 kg，电子电荷量 e＝1.6×10－19 C)
思路点拨：(1)据质量数和电荷数守恒写出核反应方程。 (2)据动量守恒定律、动能定义可求能量。
[解析] 22868Ra→22826Rn＋42He。 镭衰变放出 α 粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，α 粒子垂 直于 MN 边界射出被接收器接收，α 粒子在磁场中的轨迹为14圆周， 得圆半径为 R＝1.0 m α 粒子的动量 mαv＝qBR＝1.6×10－20 kg·m/s
A．1 位
B．2 位
C．3 位
D．4 位
4
0
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(4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭 头右侧必有42He 或－01e；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的 小粒子，多为质子、中子、α 粒子或 β 粒子，且被轰击核多为中等质 量核；重核裂变的箭头左侧多为铀 235，且有中子；聚变方程的箭头 左侧的原子序数都很小，多为前 4 号元素。
释放核能的一类核反应为学习的重点。
欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，可利用 以下几条“依据”：质量守恒(“亏损质量”与释放的“核能”相当)。 (4)能量守恒。 (5)动量守恒。
2．两个方程 (1)质能方程：E＝mc2，m 指物体的质量。 (2)核能：ΔE＝Δmc2。 3．一个半衰期(T)
α 粒子的动能为 E1＝12mαv2＝2pm2α＝2.0×10－14 J 衰变过程中动量守恒，有 mαv＝MRnv1 氡核反冲的动能为 E2＝12MRnv21＝mMαREn1 衰变过程释放出的能量为 E1＋E2＝1＋MmRαnE1≈2.04×10－14 J。 [答案] 22868Ra→22826Rn＋42He 2．04×10－14 J
[一语通关] 如果在核反应中无光子辐射，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。在这种情况下计算核能的主要 依据是：
(1)核反应过程中只有内力作用，故系统动量守恒。 (2)反应前后总能量守恒。
培养 层素 养升 华
在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发 生了一次 α 衰变。放射出的 α 粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆 周运动，其轨道半径为 R。以 m、q 分别表示 α 粒子的质量和电荷量。
t
(1)剩余核数：N＝N012T。
t
(2)剩余质量：m＝m012T。
【例 2】 如图所示，有界匀强磁场磁感应强度大小为 B＝0.05
T，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界，在磁场中 A 处
放一个放射源，内装22868Ra(镭)，22868Ra
放
出某种
放射线后衰变成
222 86
Rn(氡)。试写出22868Ra 衰变的方程。若 A 距磁场的左边界 MN 的距离
[设问探究] 1．放射性原子核用AZX 表示，新核的元素符号用 Y 表示，写出 该 α 衰变的核反应方程。 2．α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的 周期和环形电流大小。 3．设该衰变过程释放的核能都转化为 α 粒子和新核的动能，新 核的质量为 M，求衰变过程的质量亏损 Δm。
提示：1．AZX→AZ－－24Y＋42He。 2．设 α 粒子的速度大小为 v，由 qvB＝mvR2，T＝2πvR，得 α 粒 子在磁场中运动周期 T＝2qπBm，环形电流大小 I＝Tq＝2qπ2Bm。 3．由 qvB＝mvR2，得 v＝qBmR；设衰变后新核 Y 的速度大小为 v′，
系统动量守恒，Mv′－mv＝0，v′＝mMv＝qMBR；由 Δmc2＝12Mv′2＋12mv2， 得 Δm＝(M＋2mmM)(qcB2 R)2。
[深度思考]
放射性元素 A 经过 2 次 α 衰变和 1 次 β 衰变后生成一新元素 B，
则元素 B 在元素周期表中的位置较元素 A 的位置向前移动了( )
α 衰变实质 211H＋210n→42He β 衰变实质10n→11H＋－01e
质子的发现(1919 年) 卢瑟福
94Be＋42He→162C＋10n
中子的发现 (1932 年)
查德威克
2173Al＋42He→3105P＋10n
人工放射性同 约里奥—居里 位素的发现 夫妇
3105P→3104Si＋01e
第五章 原子核
章末综合提升
巩固 层知 识整 合
提升 层能 力强 化
四类核反应及其核反应方程
1．书写原则：核反应遵循质量数和电荷数守恒。
2．常见的核反应方程及相关内容
核反应式
与其相关的重要内容
29328U→29304Th＋42He 29304Th→29314Pa＋－01e 174N＋42He→187O＋11H
(1)遵守的规律：电荷数守恒、质量数守恒．
1．经历观察物理现象的过程，能简单描述所观察现象的主要特征，具有初步的观察能力．
二[师、]问动题这量提守得恒部很定好律分，请同能学们量看下面，的问叫题．做核能。从而，核反应即可分为质量亏损、释放核
②饱和光电流：电流最大值
这节教能材充分和体现质了新量的课程增标准加“从、生活走吸向物收理，核从物理能走向两社会大”这一类发展型的理。念。其中，又以研究发生质量亏损、
题。事实上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起 3、近视眼的成因和矫正。
(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．
“核反
(1)结合能
(2)比较代号为_____________的两个图，可以说明猜想B是否正确；
11课 ．时麦克应斯韦系电磁统场理论”(以下简称“系统”)的能量变化。我们就把系统释放或吸收的
【例 1】 (多选)下列说法正确的是( ) A．21H＋31H→42He＋10n 是聚变 B．23952U＋10n→14504Xe＋9348Sr＋210n 是裂变 C．22968Ra→22926Rn＋42He 是 α 衰变 D．2114Na→2142Mg＋－01e 是裂变
思路点拨：(1)裂变是重核分裂为两个中等质量的核；聚变是两 个轻核结合成质量较大的核。
正电子的发现 约里奥—居里
(1934 年)
夫妇
29325U＋10n→9308Sr＋15346Xe＋1010n 29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n
21H＋31H→42He＋10n
重核裂变 轻核聚变
3．关于核反应的四点说明 (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。 (3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒。
(2)核方程遵循电荷数守恒、质量数守恒。
ABC [聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A 正确；裂变反 应指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，B 正确，D 错误； 放射性元素自发地放射出 α 粒子的现象是 α 衰变，C 正确。]
核反应中的“守恒规律”
原子核物理中，常提及核反应的“守恒规律”与“核能的计算”问