最新-得分宝典高中物理 专题六 第4章 原子核 精品

得分宝典之高中物理专题六 第4章 原子核
※概述
高考对本部分内容的考查呈现以下特点： 考查范围相对稳定，主要集中在放射线性质、原子核衰变现象及衰变方程、质能方程和核反应方程等；考查题型为选择题，题目较容易且不避陈题；考纲对本章知识要求知道天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是原子核的衰变； 知道三种射线的本质和特点； 知道原子核的衰变规律，知道衰变本质，会写两种衰变方程。

了解半衰期的概念； 知道原子核的人工转变,知道核能；了解爱因斯坦的质能方程，知道质量亏损；会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能； 知道原子核的人工转变，知道核能的概念。

知道裂变和聚变。

重点是了解天然放射现象和它的本质；知道三种射线的本质和特点；了解原子核的人工转变和质能方程，会用相关公式进行计算。

难点是三种射线的比较；分析核反应过程和核能的计算。

复习时要充分重视本专题，加大复习力度，在理解的基础上熟记相关知识内容是正确解决问颗保证得分的有效方法。

※知识梳理
※考纲解读 考纲内容
要求 名师解读 原子核的组成、放射性、
原子核的衰变、半衰期
放射性同位素
核力、核反应方程
结合能、质量亏损
裂变反应和聚变反应、
裂变反应堆
放射性的防护 I I I I I I 1．原子核为高考必考内容之一。

一般都在选择题中出现。

主要涉及核反应方程、核能的利用、半衰期等。

其中核反应方程、质能方程是考查热点，一般单独命题，有时也与动力学、动量、电磁学等知识相结合，特别是与电场、磁场的综合问题尤其需要注意。

2．在复习过程中关键是要识记一些常识性的知识和理解一些最基础的概念和规律，对于半衰期等概
念要认真地领会，对于核反应的几个重点实验，质
能方程等规律和实验要记住结果并学会应用。

※基础巩固
一、天然放射性现象
原子核 原子核的组成
天然放射现象
原子核的衰变
核反应
结合能
原子能的应用 定义 半衰期 核反应方程 质量亏损、爱因斯坦质能方程 重核裂变、轻核聚变
1．放射性现象：贝可勒耳发现_____________，使人们认识到________也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于________的所有天然存在的元素都有_________，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：______、__________、____________。

2．三种射线的本质和特性
1．α射线：速度约为光速1／10的氦核流，贯穿作用很弱，电离作用很强。

2．β射线：速度约为光速十分之几的电子流，贯穿作用很强，电离作用较弱。

3．γ射线：波长极短的电磁波，贯穿作用最强，电离作用最弱。

种 类
本 质 质 量（u ） 电 荷（e ） 速 度（c ） 电 离 性 贯 穿 性 α射线
氦核 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 β射线
电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几毫米铝板 γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几厘米铅版
三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：
3．原子核的衰变规律
（1）α衰变的一般方程为_____________ 。

每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）。

（核内He n H 42101122→+）
（2）β衰变的一般方程为____________ 。

每发生一次β衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时
放射出一个电子。

（核内11001
1n H e -→+
）， +β衰变：e Si P 0130143015+→（核内e n H 0
11011+→） （3）γ射线是伴随_______或__________同时产生的、γ射线__________原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。

（4）半衰期
放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示，
①定义：____________________________________________。

②意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。

③特征：只由________的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态_______。

④公式表示：T t N N /21)(原余=，T t m m /21)(原余=式中原N 、原m 分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，余N 、余m 分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，T 表示半衰期。

α γ β
⑴ ⑵ ⑶
β γ α
O
⑤理解：搞清了对半衰期的如下错误
．．认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。

第一种错误认识是：N0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变了一半，再经过一个半衰期T，全部衰变完。

第二种错误认识是：若有4个放射性元素的核，经过一个半衰期T，将衰变2个。

事实上，N0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间t后剩下的这种核
的个数为
T
N
N
1
02
1
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
=而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要的时间的。

这
实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程度”的含义。

二、原子核的人工转变核能
1．原子核的组成：______和_______组成原子核。

质子和中子统称为________，原子核的质量数等于其___________，原子核的电荷数等于其__________，原子核的中子数N等于其质量数A与电荷数Z之差，即N=A—Z。

质子质量= 1．018277u＝1．6725×10－27kg；中子质量=1．018665u＝1．6748×10--27kg 具有相同的质子数、不同的中子数的原子核互称为___________。

3．放射性同位素的应用
⑴利用其射线：α射线____________强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。

γ射线_______________强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。

各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。

⑵作为示踪原子。

用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。

⑶进行考古研究。

利用放射性同位素____________，判定出土木质文物的产生年代。

一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，半衰期短，可制成各种形状，强度容易控制）。

三、核力与核能
1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起．这种力叫做。

①核力是很强的力。

②核力作用范围小，只在___________________短距离内起作用。

③每个核子只跟_______________才有核力作用。

2．核能
（1）结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫结合能。

（2）质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要______些，这种现象叫做质量亏损。

也可以认为，在核反应中，参加核反应的总质量m 和核反应后生成的核总质量m /之差：
Δm=m 一m / 。

（3）爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：______________，这就是爱因斯坦的质能方程。

质能方程的另一个表达形式是：_________________。

四、重核的裂变与轻核的聚变
1．重核的裂变
①所谓重核即为质量数很大的原子核。

②重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的原子核的反应过程叫重核的裂变。

在裂变的同时，还会放出几个中子和大量能量。

裂变方程式例举：___________________________
铀235裂变时，同时放出2—3个中子，如果这些中子再引起其他铀235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫链式反应．铀235核能够发生接式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积。

③核反应堆的构造：
A ．核燃料——用铀棒（含U 235
923%-4%的浓缩铀）。

B ．减速剂——用石墨、重水或普通水（U 235
92只吸收慢中子）。

C ．控制棒——用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。

D ．冷却剂——用水或液态钠（把反应堆内的热量传递出去）
E ．水泥防护层。

用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。

2．轻核的聚变
①所谓轻核是指质量数很小的原子核，如氢核、氘核等。

②某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程叫做轻核的聚变，同时放出大量的能量。

轻核聚变方程例举 __________________________
经核聚变只能发生在超高温（需要几百万度高温）条件下，故轻核聚变也叫做热核反应。

自我校对：
一、1.天然放射现象；原子核；．．．．
83；放射性；α射线；β射线；γ射线；3.（1）X A Z →Y A Z 42--＋42He ；（2）X A Z →Y A Z 1+＋01-e ；
（3）α衰变；β衰变；不改变；（4） 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间；核本身；无关；
二、1.质子；中子；核子；核子数；质子数；同位素；2.x X A
Z +y Y A
Z +；
①H O He N 111784214
7+→+；②n C He Be 101264294+→+；③n P He Al 103015422713+→+；e Si P 01301430
15+→ ；3.（1）电离性；贯穿性；
（3）碳14； 三、1.核力；②1.5×10－15 m ；③它相邻的核子间；2.（2）小；（3）E = mc 2；ΔE=Δmc 2
； 四、1.23519013619203854
010U n Sr Xe n +→++； 2. 21H ＋11H→42He ＋10n ※实验探究
1．
2．
3．拓展实验
我们的生活环境中哪些地方的放射性辐射强度大？
盖格计数器，是一种用于探测电离辐射的粒子探测器，通常用来
探测α粒子和β粒子，也有些型号盖革计数器可以探测γ射线及X
射线。

从实验室中借取盖格计数器，在老师的指导下完成下列实验。

1．测量实验室中放射源辐射射线的强度
2．在太阳底下测量宇宙射线的辐射强度
3．测量教室中矿物质辐射强度
4．测量新建筑物里矿物质辐射强度
比较不同环境的放射性辐射强度的大小。

练一练：
1．你认为我们生活中的放射性辐射主要来自哪里？
2．矿物辐射与电脑、手机的辐射相同吗？
参考答案：
※重点突破
一、直击考点
考点一 天然放射性衰变
常见类型题：关于原子核衰变特点的选择题及关于写衰变方程、求衰变次数的填空、计算题。

天然放射性元素能够自发放出α射线、β射线、γ射线，α射线是高速运动的氦核，穿透能力最弱，电离能力最强；β射线是高速运动的电子，穿透能力较强，电离能力较弱；γ射线是频率很高的电磁波，穿透能力最强，电离能力最小。

α衰变规律是质量数减少4，电荷数减少2；β衰变规律是：电荷数增加1，质量数不变。

【例1】重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是 U238 系列（从238
93
U开始到稳定
的208
82Pb为止）、 Th232 系列、 U235 系列及 Np237 系列（从237
93
Np开始到稳定的209
83
Bi为
止），其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237 后才发现的，下面的说法正确的是（）
A．Np237 系列中所有放射性元素的质量数都等于 4n＋1（n 等于正整数）
B．从237
93Np到209
83
Bi，共发生 7 次α衰变和 4 次β衰变
C．可能Np237 系列中的所有放射性元素的半衰期相对于地球年龄都比较短
D．天然的Np237 系列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过
考点二半衰期
常考类型题：考查半衰期特点的选择题及求解半衰期的计算题。

半衰期是反映原子核衰变快慢的物理量，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。

放射性元素衰变的快慢与元素所处的物理化学状态无关。

考查半衰期的试题有反映衰变规律的图象、衰变的计算等。

【例2】（1）关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（）
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1.6×118年，质量为100 g的镭226经过4.8×118年后，有多少克镭发生衰变？若衰变后的镭、变为铅218，则此时镭、铅质量之比为多少？
【解析】（1）半衰期是大量放射性元素的原子核有一半发生衰变所用的时间，并不是质量减少一半，实际有一半发生衰变时质量减少很小，A项错误；放射性元素的半衰期与物理、化学状态无关，因此A、C项错误。

（2）经过三个半衰期，剩余镭的质量为
M ′余＝M 原（12）t T ＝100×18
g ＝12.5 g 已衰变的镭的质量为（100－12.5） g ＝87.5 g
设生成铅的质量为m ，则226∶218＝87.5∶m
得m ＝79.8 g
所以镭、铅质量之比为12.5∶79.8
【答案】（1）BD （2）87.5 g ；12.5∶79.8
【点评】 （1）半衰期是原子核有半数发生衰变，变成新核，并不是原子核的数量、质量减少一半.
（2）要理解半衰期公式中各物理量的含义。

考点三 核反应方程
常考类型题：有关核反应方程书写的选择题、填空题。

高中物理中核反应主要有：衰变、人工转变、轻核的聚变、重核的裂变。

【例3】据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。

下列关于“人造太阳”的说法正确的是（ ）
A ．“人造太阳”的核反应方程是n H H H 10423121+→+
B ．“人造太阳”的核反应方程是n Kr Ba n U 1092361415610235923++→+
C ．“人造太阳”释放的能量大小的计算式是2mc E ∆=∆
D ．“人造太阳”核能大小的计算公式是22
1mc E =
考点四 质量亏损、核能
常考类型题：关于质量亏损及核能计算的选择、填空、计算题。

质量亏损△m 等于核反应前原子核的总质量与核反应后原子核的总质量之差。

【例4】已知氮核质量m N ＝14.018 53 u ，氧核质量m 0＝17.018 54 u ，氦核质量m He ＝4.018 87 u ，质子质量m H ＝1.018 15 u ，试判断核反应：
147 H ＋42He→178 O ＋1
1H 是吸能反应，还是放能反应？能量变化多少？
【解析】先计算出质量亏损Δm ，然后由1 u 相当于931.5 MeV 能量代入计算即可。

反应前总质量m N ＋m He ＝18.011 40 u
反应后总质量m O ＋m H ＝18.012 69 u
因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收能量为
ΔE ＝Δmc 2
＝（18.012 69－18.011 40）×931.5 MeV＝1.2 MeV
【答案】吸能反应 吸收热量为1.2 MeV
【点评】（1）根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损Δm的数值乘以真空中光速的平方，即ΔE＝Δmc2.
（2）根据1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。

二、走出误区
误区一误认为β射线是原子核外释放出的高速电子
β射线射线是由原子核变化过程中，一个中子变成一个质子时释放出的一个电子，而不是原子核外的电子。

【例1】根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（）
A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短
B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的
C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子
D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为（m1＋m2－m3）c2
误区二误认为经过半衰期的时间，放射性元素一定有一半发生衰变
放射性元素的半衰期是大量粒子的统计规律，对少数粒子的衰变不适用。

【例2】关于半衰期，以下说法正确的是（）
A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。

B．升高温度可以使半衰期缩短。

C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个。

D．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克。

错解：CD
原因：每经过3.8天就有半数的氡核发生衰变，经过两个半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故选 C、D。

放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是一种统计规律，半衰期对某一个或某几个原子核来说，是无意义的。

“上述”解法忽视了这一事实，故错选了C。

正解：D
原因：考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。

因此，正确答案只有D。

误区三误认为核反应过程质量肯定亏损
核反应过程中质量不一定亏损，原子核分解为核子时就需要吸收能量，质量增加。

【例3】中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n、m p、m D.现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）
A．[（m D-m p-m n）c2-E]
B．[（m D+m n-m p）c2-E]
C ．[ （m
D -m p -m n ）c 2
+E]
D ．[（m D +m n -m p ）c 2-E]
错解： A
原因：错误认为这个反应过程质量亏损。

实际上氘核分解成质子和中子后质量将增大，而不是亏损。

正解：C
原因：氘核分解成中子，质子时，质量增加Δm =m p +m n -m D .故有2E K =E -(m p +m n -m D ）c 2得中
子动能E K =21
[（m D -m P -m n ）c 2+E]．故本题答案为C 选项。

巩固复习
1．（2018苏州模拟）如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线（ ）
A ．α射线
B ．β射线
C ．γ射线
D ．三种射线都可以
1．C 提示：由图甲可知α射线和β射线都不能穿透钢板，γ射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕，答案为C 。

2．（2018河北衡中模拟）科学家发现在月球上含有丰富的32He （氦3）。

它是一种高效、
清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为32He ＋32He ―→211H ＋42He 。

关于
3
2He 聚变下列表述正确的是（ ）
A ．聚变反应不会释放能量
B ．聚变反应产生了新的原子核
C ．聚变反应没有质量亏损
D ．目前核电站都采用32He 聚变反应发电
2．B 提示：轻核聚变能生成质量较大（中等）的新核，故B 项正确。

3．(2018年南开附中模拟)下列说法正确的是( )
A.15 7N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程
B.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程
C.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程
D.42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程
4．下面是一核反应方程式：12H＋13H―→24He＋X，用c表示光速，则（）
A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2
B．X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c2
C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2
D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2
4．D 提示：由电荷守恒及质量数守恒，和爱因斯坦质能方程可以求解。

5．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋（84210Po），若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为84210Po→X＋24He＋γ，则下列说法中正确的是（）A．X原子核含有124个中子
B．X原子核含有218个核子
C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的
D．100 g的84210Po经276天，已衰变的质量为75 g
5．ABD 提示：X原子核中的核子数为210－4＝218个，B正确；中子数为218－（84－2）＝124个，A项正确；射线是由于核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出，C项错误；经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D项正确。

6．关于天然放射现象，下列说法正确的是（）
A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期
B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强
C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变
D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线6．D 提示：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，故A项错误；α、β、γ三种射线中，α粒子速度最小，其贯穿本领最小，故B项错误；β衰变的原因是原子核内部的中子转化为质子时产生了电子，故C项错误；衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，释放能量，辐射出γ射线，故D项正确。

提高训练
7．（2018上海虹口期末）如图所示是查德威克实验
示意图，在这个实验中发现了一种不可见的贯穿能力很强的粒子，这种粒子是（ ）
A ．正电子
B ．中子
C ．光子
D ．电子
7．B 提示：查德威克发现中子的核反应方程式：24He ＋49Be→612C ＋01n ，是用钋（Po ）放
出的α粒子轰击铍（Be ），选项B 正确。

8．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做
是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子。

试写出核反应方程，并由表中数据计算出
该聚变反应过程中释放的能量(取1 u ＝16
×10－26 kg)。

粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n 质量/u
1.0183 4.0015 0.00185 1.0187
9．一速度为v 的高速α粒子（24He ）与同方向运动的氖核（1020Ne ）发生弹性正碰，碰
后α粒子恰好静止。

求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。

9．25v 35
v 解析：设α粒子与氖核的质量分别为m α与m Ne ，氖核在碰撞前后的速度分别为v Ne 与v Ne ′ 由动量守恒与机械能守恒定律，有
m αv ＋m Ne v Ne ＝m Ne v Ne ′ ①
12m αv 2＋12m Ne v Ne 2＝12
m Ne v Ne ′2 ② 解得v Ne ＝m Ne －m α2m Ne
v ③ v Ne ′＝m Ne ＋m α2m Ne
v ④ 已知m αm Ne ＝15
⑤ 将⑤式代入③④式得：v Ne ＝25v ，v Ne ′＝35
v
章节收尾
物理学应用
1．核潜艇是核动力潜艇的简称，核潜艇的动力装置是核反
应堆。

世界上第一艘核潜艇是美国的“鹦鹉螺”号，1957年1
月17日开始试航，它宣告了核动力潜艇的诞生。

目前全世界公
开宣称拥有核潜艇的国家有6个，分别为：美国、俄罗斯、中
国、英国、法国、印度。

其中美国和俄罗斯拥有核潜艇最多。

核
潜艇的出现和核战略导弹的运用，使潜艇发展进入一个新阶段。

装有核战略导弹的核潜艇是一支水下威慑的潜艇。

为了捍卫我国的领海主权，随着我国综合国力的不断增强，
我国已拥有自己的核动力潜艇，其核反应堆中主要的核反应方程式是23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋（）10n
（1）在括号内填出10n前的系数；
（2）用m1、m2、m3分别表示23592U、14156Ba、9236Kr核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少？
（3）假设核反应堆的功率P＝6.0×118 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235？（铀235的摩尔质量M＝0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×118 s，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留两位有效数字）
2．轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应又称为热核反应。

比如氢弹的爆炸，就是两个特殊的氢原子（氘和氚）结合成一个氦原子，同时放出一个中子和大量的能量。

氘（原子量为2，中子数为1）和氚（原子量为3，中子数为2），其反应表达式为：氘+氚=氦+中子，同样质量的氢（氘和氚）聚变放出的能量约为U-235的裂变（如原子弹爆炸）放出的能量的4倍。

这样的反应属于核反应，因为是在极高的温度下发生的，又叫做热核反应。

不过，上述氢弹爆炸的能量是在极短时间内一下子放
出来的。

这些能量不能受我们控制地进行利用，只能造成
极大的破坏。

如果能够控制核聚变反应，使能量逐步释放
出来。

那么，就可以利用核聚变能来发电，这就是受控核
聚变反应。

人们现在正在努力研究如何实现受控核聚变反
应。

2018年，我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡
马克实验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控
热核反应领域先进国家行列．该反应所进行的聚变过程是21H
＋31H→42He＋10n，反应原料氘（21H）富存于海水中，而氚（31H）
是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核（63Li）的人工核转变得到。

则：（1）请把下列用中子轰击锂核（63Li）产生一个氚核（31H）和一个新核的人工核转变方程填写完整；
6
3Li＋________→________＋3
1H 。

（2）在（1）中，每生产1 g的氚同时有多少个63Li核实现了核转变？（阿伏加德罗常数N A取6.0×1023mol－1）
（3）一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为 5.6×10－13 J，
求该核聚变过程中的质量亏损。

核心考点 真题回放
1．（2018广东）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（ ）
A ．He Th U 42234
90238
92+→ 是α衰变 B ．H O He N 1117842147+→+ 是β衰变
C ．n He H H 1042312
1+→+ 是轻核聚变 D ．e Kr Se 01
823682342-+→ 是重核裂变 1．AC 提示：B 选项错误，这是卢瑟福发现质子的核反应；D 选项错误，这是β衰变。

AC 选项正确。

2．（2018天津）下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）
A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B ．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
2．B 提示：β衰变的实质是将原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，原子核
是由中子和质子组成，内部没有电子，A 项错误；玻尔理论的基本假设说明电子在不同轨道
上运动时，能量是不同的，即原子的能量是量子化的，B 项正确；放射性元素的半衰期是由
核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，不受温度的影响，C 项
错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，D 项错误。

3．（2018北京）表示放射性元素碘13113153()I β衰变的方程是（ ）
A. 131
127153
512I Sb He →+ B. 131131053541I Xe e -→+ C. 131130
153530I I n →
+ D. 131
130153521I Te H →+ 3．B 提示：碘（13153512I Sb He →+）的原子核内一个中子放出一个电子，变成一个质子，质量数没
有发生变化，核电荷数增加1，所以生成54号元素Xe 131
54，放出一个电子，B 选项正确。

4．（2018浙江）关于天然放射现象，下列说法正确的是
A ．α射线是由氦原子核衰变产生
B ．β射线是由原子核外电子电离产生
C ．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生。