人教版物理选修3-5课件 第十九章 原子核 5核力与结合能
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子放出的能量称为结合能 B.比结合能越大的原子核越稳定,因此它的结合能
也一定越大 C.重核与中等质量原子核相比较,重核的结合能和
比结合能都大
D.中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的 要大
解析:核子结合成原子核是放出能量,原子核拆解成 核子是吸收能量,A 选项错;比结合能越大的原子核越稳 定,但比结合能越大的原子核,其结合能不一定大,例如 中等质量原子核的比结合能比重核大,但由于核子数比重 核少,其结合能比重核反而小,B、C 选项错;
2.原子核内的质子是靠万有引力来抗衡库仑斥力 的.(×)
3.弱相互作用是引起 β 衰变的原因.(√)
小试身手
1.(多选)下列说法正确的是( ) A.核力是短程力,作用范围很小,只在邻近核子间 发生 B.核力可能是引力,也可能是斥力.核力把核子紧 紧束缚在核内,形成稳定的原子核,但又不会融合在一起 C.质子间、中子间、质子和中子之间都有核力 D.核力是一种强相互作用力,在其作用范围内,核 力比库仑力大得多
解析:核力作用的范围在 10-15 m 区域内,只在邻近 核子间发生,是短程力,A 对;当两核子间距离减小时, 核力也迅速减小,至一定值时,核力表现为斥力,B 对; 核力是质子、中子之间的强相互作用力,C、D 对.
答案:ABCD
知识点二 原子核中质子与中子的比例和结合能
提炼知识 1.原子核中质子与中子的比例. (1)轻原子核:自然界中较轻的原子核,质子数与中 子数大致相等. (2)重原子核:但对于较重的原子核,中子数大于质 子数,越重的元素,两者相差就越大.
拓展一 对结合能和比结合能的理解
1.结合能. 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它 们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能,它等于 核子结合为原子核时放出的能量.
2.比结合能. 原子核的结合能与其核子数之比,称作比结合能.它反 映了原子核的稳定程度. 3.比结合能曲线. 不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示.
释放的能量并非由质量转化而来,故 C 错,D 对. 答案:AD
根据能量守恒和动量守恒来计算结合能
参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中 的动量和能量是守恒的,因此,在题给条件中没有涉及 质量亏损,或者核反应所释放的核能全部转化为生成的 新粒子的动能而无光子辐射的情况下,从动量和能量守 恒可以计算出结合能的变化.
【典例】 有些核反应过程是吸收能量的.例如,在 X+147N→178O+11H 中,核反应吸收的能量 Q=[(m0+mH) -(mx+mN)]c2.在该核反应过程中,X 表示什么粒子?X 粒子以动能 Ek 轰击静止的147N 核,若 Ek=Q,则该核反 应能否发生?请简要说明理由.
解析:根据电荷数守恒和质量数守恒,X 应为42He,
2.结合能与质量亏损. (1)结合能:把原子核分解为独立的核子,需要克服 强大的核力做功,因此吸收的能量或核力把核子结合在 一起放出的能量,称为原子核的结合能. (2)比结合能:结合能与核子数之比称为比结合能, 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.
(3)质量亏损: ①质量亏损:核反应前与反应后的总质量之差称为 质量亏损. ②爱因斯坦质能方程:E=mc2. ③核能的计算:ΔE=Δmc2,其中Δm 是质量亏损.
判断正误
1.自然界中的原子核内,质子数与中子数大致都相 等.(×)
2.比结合能越大的原子核越稳定,因此它的结合能 也一定越大.(×)
小试身手
2.(多选)关于原子核中质子和中子的比例,下列说 法正确的有( )
A.原子核中质子和中子的个数一定相等 B.稳定的重原子核里,中子数要比质子数多 C.原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核 力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了 D.质子和中子可以组合成任意稳定的核 答案:BC
2.(多选)为了纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献, 联合国将 2005 年定为“国际物理年”,对于爱因斯坦提 出的质能方程 E=mc2,下列说法中正确的是( )
A.物体获得一定的能量,质量也相应地增加一定值 B.物体一定有质量,但不一定有能量,所以质能方 程仅是某种特殊条件下的数量关系 C.根据ΔE=Δmc2,可知质量减少能量就会增加, 在一定条件下质量转化为能量
(1)写出衰变方程; (2)求出反冲核的速度; (3)求出这一衰变过程中亏损的质量.
解析:(1)由已知得28262Rn→28148Po+42He. (2)设反冲核的速度为 v, 由动量守恒可知:mv0=Mv,即 v=mMv0. (3)由质能方程可知 ΔE=Δmc2=12mv20+12Mv2=m(M2M+m)vc02. 答案:见解析
1.对爱因斯坦 质能方程的理 解. 2.结合能的 概念.
知识点一 核力与四种基本相互作用
提炼知识 1.核力的定义:原子核内核子之间的相互作用力. 2.核力的特点. (1)核力是参与强相互作用的一种表现,在原子核的 尺度内,核力比库仑力大得多.
(2)核力是短程力,作用范围在 1.5×10-15 m 之内, 核力在大于 0.8×10-15 m 时表现为吸引力,且随距离增大 而减小,超过 1.5×10-15 m,核力急剧下降几乎消失;而 在距离小于 0.8×10-15 m 时,核力表现为斥力.
答案:C
拓展二 对质能方程的理解和核能的计算
1.对质量亏损的理解. (1)质量亏损,并不是质量消失,减少的质量在核子 结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.反过来, 把原子核分裂成核子,总质量要增加,总能量也要增加, 增加的能量要由外部供给. (2)质量亏损只有在核反应中才能明显地表现出来. (3)Δm 是核反应前与核反应后的质量之差.
D.根据ΔE=Δmc2 可以计算核反应中释放的核能 解析:根据质能方程ΔE=mc2 表明某一定量的质量与 一定量的能量是相联系的,当物体获得一定的能量,即能 量增加某一定值时,它的质量也相应地增加一定值,这种 关系任何条件下都成立,故 A 对 B 错.根据ΔE=mc2 可 以计算核反应中释放的能量,
即 α 粒子;
若 Ek=Q,则该核反应不能发生, α 粒子以动能 Ek 轰击静止的174N 核,说明 α 粒子有动 量,根据动量守恒,α 粒子与174N 核碰撞后,总动量不等 于零,则总动能也不等于零,根据能量守恒,剩余的能量 不足以提供发生核反应吸收的能量. 答案:见解析
一静止的氡核(28262Rn)发生 α 衰变,放出一个速度为 v0、质量为 m 的 α 粒子和一个质量为 M 的反冲核钋(Po), 若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为 α 粒子和钋 核的动能.
(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律.根据爱因斯 坦的相对论,辐射出的 γ 光子静质量虽然为零,但它有动 质量,而且这个动质量刚好等于亏损的质量,所以质量 守恒、能量守恒仍成立.
3.核反应中由于质量亏损而释放的能量ΔE=Δmc2. 从爱因斯坦质能方程同样可以得出,物体的能量变 化ΔE 与物体的质量变化Δm 的关系:ΔE=Δmc2. 4.判断核反应过程是释放能量还是吸收能量的方 法. 根据反应前后质量的变化情况进行判断,若质量减 少即发生了质量亏损,则释放能量;若质量增加,则吸 收能量.
(3)电磁力:电磁力在原子核外,电磁力使电子不脱 离原子核而形成原子,使原子结合成分子,使分子结合 成液体或固体,属于长程力;
(4)万有引力:万有引力主要在宏观和宇观尺度上 “独领风骚”.万有引力使行星绕着恒星转,并且联系 着星系团,决定着宇宙的现状.万有引力属于长程力.
判断正误
1.核力是强相互作用,在任何情况下都比库仑力 大.(×)
从图中可看出,中等质量原子核的比结合能最大, 轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小.
4.比结合能与原子核稳定的关系. (1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度,比 结合能越大,原子核就越难拆开,表示该原子核就越稳 定. (2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核,比结合 能都比较小,表示原子核不太稳定;中等核子数的原子 核,比结合能较大,表示原子核较稳定.
思路点拨:由反应物和生成物的质量大小关系来判断
反应是吸能反应还是放能反应.
解析:先计算出质量亏损Δm,然后将 1 u 相当于 931.5 MeV 能量代入计算即可.
反应前总质量为 mN+mHe=18.011 40 u, 反应后总质量为 mo+mH=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 收的能量为
【学习力-学习方法】
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(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的 原子核时,就可能释放核能.例如,一个核子数较大的 重核分裂成两个核子数小一些的核,或者两个核子数很 小的轻核结合成一个核子数大一些的核,都能释放出巨 大的核能.
【典例 1】 下面关于结合能和比结合能的说法中,
正确的有( ) A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核
中等质量原子核的比结合能比轻核的大,它的原子核 内核子数又比轻核多,因此它的结合能也比轻核大,D 选 项正确.
答:D
名师点评 要正确理解结合能和比结合能两个概念,比结合能和 核子数的乘积就是结合能. 中等质量原子核的比结合能 大于重核、轻核的比结合能,但结合能大小由比结合能与 原子核内核子数的乘积来决定.
ΔE=(18.012 69-18.011 40)×931.5 MeV=1.2 MeV. 答案:吸能反应 1.2 MeV
名师点评 核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量 转化为能量.物体的质量应包括静止质量和运动质量,质 量亏损是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射 能量相联系的运动质量.另外,质量亏损也不是核子个数 的减少,核反应中核子个数是不变的.
2.对质能方程 E=mv2 本质的理解. 爱因斯坦质能方程反映的是质量亏损和核能这两种 现象之间的联系,并不表示质量和能量之间的转变关 系.对于质量亏损,不能理解为质量变成了能量,质能 方程的本质是: (1)质量或能量是物质的属性之一,绝不能把物质和 它们的某一属性(质量和能量)等同起来.
(2)质能方程揭示了质量和能量的不可分割性,建立 了这两个属性在数值上的关系,这两个量分别遵守质量 守恒和能量守恒,质量和能量在数值上的联系绝不等于 这两个量可以相互转化.
1.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴 随着巨大的能量变化,这是因为( )
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的 库仑力
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力 C.核子间存在着强大的核力 D.核子间存在着复杂磁力
解析:核力是短程力,由于核力很强大,所以将核子 拆开需要大量的能量克服核力做功.相反,若核子结合成 原子核,则放出大量的能量,所以选项 C 正确.
第十九章 原子核
5 核力与结合能
学习目标
1.知道核力的概念、特点及自 然界存在的四种基本相互作 用. 2.知道稳定原子核中质子与 中子的比例随着原子序数的 增大而减小. 3.掌握结合能和比结合能的 概念. 4.知道质量亏损,理解爱因 斯坦质能方程并能进行有关 核能的计算.
重 重点
难点
点难点
1.爱因斯坦质 能方程的理 解. 2.结合能和 比结合能概 念.
(3)核力的饱和性:每个核子只跟邻近的核子发生核 力作用.
3.四种基本相互作用力. 弱力、强力、电磁力、万有引力分别在不同的尺度 上发挥作用: (1)弱力(弱相互作用):弱相互作用是引起原子核 β 衰 变的原因,属于短程力; (2)强力(强相互作用):在原子核内,强力将核子束缚 在一起,属于短程力;
警示:核反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒;核 反应中释放的核能是由于核力做功引起的.
【典例 2】 已知氮核质量 mN=14.007 53 u,氧核 质量 mO=17.004 54 u,氦核质量 mHe=4.003 87 u,质子 质量 mH=1.008 15 u,试判断核反应147N+42He→178O+11H 是吸能反应,还是放能反应?能量变化多少?(1 u 相当于 931.5 MeV 的能量)
也一定越大 C.重核与中等质量原子核相比较,重核的结合能和
比结合能都大
D.中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的 要大
解析:核子结合成原子核是放出能量,原子核拆解成 核子是吸收能量,A 选项错;比结合能越大的原子核越稳 定,但比结合能越大的原子核,其结合能不一定大,例如 中等质量原子核的比结合能比重核大,但由于核子数比重 核少,其结合能比重核反而小,B、C 选项错;
2.原子核内的质子是靠万有引力来抗衡库仑斥力 的.(×)
3.弱相互作用是引起 β 衰变的原因.(√)
小试身手
1.(多选)下列说法正确的是( ) A.核力是短程力,作用范围很小,只在邻近核子间 发生 B.核力可能是引力,也可能是斥力.核力把核子紧 紧束缚在核内,形成稳定的原子核,但又不会融合在一起 C.质子间、中子间、质子和中子之间都有核力 D.核力是一种强相互作用力,在其作用范围内,核 力比库仑力大得多
解析:核力作用的范围在 10-15 m 区域内,只在邻近 核子间发生,是短程力,A 对;当两核子间距离减小时, 核力也迅速减小,至一定值时,核力表现为斥力,B 对; 核力是质子、中子之间的强相互作用力,C、D 对.
答案:ABCD
知识点二 原子核中质子与中子的比例和结合能
提炼知识 1.原子核中质子与中子的比例. (1)轻原子核:自然界中较轻的原子核,质子数与中 子数大致相等. (2)重原子核:但对于较重的原子核,中子数大于质 子数,越重的元素,两者相差就越大.
拓展一 对结合能和比结合能的理解
1.结合能. 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它 们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能,它等于 核子结合为原子核时放出的能量.
2.比结合能. 原子核的结合能与其核子数之比,称作比结合能.它反 映了原子核的稳定程度. 3.比结合能曲线. 不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示.
释放的能量并非由质量转化而来,故 C 错,D 对. 答案:AD
根据能量守恒和动量守恒来计算结合能
参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中 的动量和能量是守恒的,因此,在题给条件中没有涉及 质量亏损,或者核反应所释放的核能全部转化为生成的 新粒子的动能而无光子辐射的情况下,从动量和能量守 恒可以计算出结合能的变化.
【典例】 有些核反应过程是吸收能量的.例如,在 X+147N→178O+11H 中,核反应吸收的能量 Q=[(m0+mH) -(mx+mN)]c2.在该核反应过程中,X 表示什么粒子?X 粒子以动能 Ek 轰击静止的147N 核,若 Ek=Q,则该核反 应能否发生?请简要说明理由.
解析:根据电荷数守恒和质量数守恒,X 应为42He,
2.结合能与质量亏损. (1)结合能:把原子核分解为独立的核子,需要克服 强大的核力做功,因此吸收的能量或核力把核子结合在 一起放出的能量,称为原子核的结合能. (2)比结合能:结合能与核子数之比称为比结合能, 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.
(3)质量亏损: ①质量亏损:核反应前与反应后的总质量之差称为 质量亏损. ②爱因斯坦质能方程:E=mc2. ③核能的计算:ΔE=Δmc2,其中Δm 是质量亏损.
判断正误
1.自然界中的原子核内,质子数与中子数大致都相 等.(×)
2.比结合能越大的原子核越稳定,因此它的结合能 也一定越大.(×)
小试身手
2.(多选)关于原子核中质子和中子的比例,下列说 法正确的有( )
A.原子核中质子和中子的个数一定相等 B.稳定的重原子核里,中子数要比质子数多 C.原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核 力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了 D.质子和中子可以组合成任意稳定的核 答案:BC
2.(多选)为了纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献, 联合国将 2005 年定为“国际物理年”,对于爱因斯坦提 出的质能方程 E=mc2,下列说法中正确的是( )
A.物体获得一定的能量,质量也相应地增加一定值 B.物体一定有质量,但不一定有能量,所以质能方 程仅是某种特殊条件下的数量关系 C.根据ΔE=Δmc2,可知质量减少能量就会增加, 在一定条件下质量转化为能量
(1)写出衰变方程; (2)求出反冲核的速度; (3)求出这一衰变过程中亏损的质量.
解析:(1)由已知得28262Rn→28148Po+42He. (2)设反冲核的速度为 v, 由动量守恒可知:mv0=Mv,即 v=mMv0. (3)由质能方程可知 ΔE=Δmc2=12mv20+12Mv2=m(M2M+m)vc02. 答案:见解析
1.对爱因斯坦 质能方程的理 解. 2.结合能的 概念.
知识点一 核力与四种基本相互作用
提炼知识 1.核力的定义:原子核内核子之间的相互作用力. 2.核力的特点. (1)核力是参与强相互作用的一种表现,在原子核的 尺度内,核力比库仑力大得多.
(2)核力是短程力,作用范围在 1.5×10-15 m 之内, 核力在大于 0.8×10-15 m 时表现为吸引力,且随距离增大 而减小,超过 1.5×10-15 m,核力急剧下降几乎消失;而 在距离小于 0.8×10-15 m 时,核力表现为斥力.
答案:C
拓展二 对质能方程的理解和核能的计算
1.对质量亏损的理解. (1)质量亏损,并不是质量消失,减少的质量在核子 结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.反过来, 把原子核分裂成核子,总质量要增加,总能量也要增加, 增加的能量要由外部供给. (2)质量亏损只有在核反应中才能明显地表现出来. (3)Δm 是核反应前与核反应后的质量之差.
D.根据ΔE=Δmc2 可以计算核反应中释放的核能 解析:根据质能方程ΔE=mc2 表明某一定量的质量与 一定量的能量是相联系的,当物体获得一定的能量,即能 量增加某一定值时,它的质量也相应地增加一定值,这种 关系任何条件下都成立,故 A 对 B 错.根据ΔE=mc2 可 以计算核反应中释放的能量,
即 α 粒子;
若 Ek=Q,则该核反应不能发生, α 粒子以动能 Ek 轰击静止的174N 核,说明 α 粒子有动 量,根据动量守恒,α 粒子与174N 核碰撞后,总动量不等 于零,则总动能也不等于零,根据能量守恒,剩余的能量 不足以提供发生核反应吸收的能量. 答案:见解析
一静止的氡核(28262Rn)发生 α 衰变,放出一个速度为 v0、质量为 m 的 α 粒子和一个质量为 M 的反冲核钋(Po), 若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为 α 粒子和钋 核的动能.
(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律.根据爱因斯 坦的相对论,辐射出的 γ 光子静质量虽然为零,但它有动 质量,而且这个动质量刚好等于亏损的质量,所以质量 守恒、能量守恒仍成立.
3.核反应中由于质量亏损而释放的能量ΔE=Δmc2. 从爱因斯坦质能方程同样可以得出,物体的能量变 化ΔE 与物体的质量变化Δm 的关系:ΔE=Δmc2. 4.判断核反应过程是释放能量还是吸收能量的方 法. 根据反应前后质量的变化情况进行判断,若质量减 少即发生了质量亏损,则释放能量;若质量增加,则吸 收能量.
(3)电磁力:电磁力在原子核外,电磁力使电子不脱 离原子核而形成原子,使原子结合成分子,使分子结合 成液体或固体,属于长程力;
(4)万有引力:万有引力主要在宏观和宇观尺度上 “独领风骚”.万有引力使行星绕着恒星转,并且联系 着星系团,决定着宇宙的现状.万有引力属于长程力.
判断正误
1.核力是强相互作用,在任何情况下都比库仑力 大.(×)
从图中可看出,中等质量原子核的比结合能最大, 轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小.
4.比结合能与原子核稳定的关系. (1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度,比 结合能越大,原子核就越难拆开,表示该原子核就越稳 定. (2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核,比结合 能都比较小,表示原子核不太稳定;中等核子数的原子 核,比结合能较大,表示原子核较稳定.
思路点拨:由反应物和生成物的质量大小关系来判断
反应是吸能反应还是放能反应.
解析:先计算出质量亏损Δm,然后将 1 u 相当于 931.5 MeV 能量代入计算即可.
反应前总质量为 mN+mHe=18.011 40 u, 反应后总质量为 mo+mH=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 收的能量为
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(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的 原子核时,就可能释放核能.例如,一个核子数较大的 重核分裂成两个核子数小一些的核,或者两个核子数很 小的轻核结合成一个核子数大一些的核,都能释放出巨 大的核能.
【典例 1】 下面关于结合能和比结合能的说法中,
正确的有( ) A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核
中等质量原子核的比结合能比轻核的大,它的原子核 内核子数又比轻核多,因此它的结合能也比轻核大,D 选 项正确.
答:D
名师点评 要正确理解结合能和比结合能两个概念,比结合能和 核子数的乘积就是结合能. 中等质量原子核的比结合能 大于重核、轻核的比结合能,但结合能大小由比结合能与 原子核内核子数的乘积来决定.
ΔE=(18.012 69-18.011 40)×931.5 MeV=1.2 MeV. 答案:吸能反应 1.2 MeV
名师点评 核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量 转化为能量.物体的质量应包括静止质量和运动质量,质 量亏损是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射 能量相联系的运动质量.另外,质量亏损也不是核子个数 的减少,核反应中核子个数是不变的.
2.对质能方程 E=mv2 本质的理解. 爱因斯坦质能方程反映的是质量亏损和核能这两种 现象之间的联系,并不表示质量和能量之间的转变关 系.对于质量亏损,不能理解为质量变成了能量,质能 方程的本质是: (1)质量或能量是物质的属性之一,绝不能把物质和 它们的某一属性(质量和能量)等同起来.
(2)质能方程揭示了质量和能量的不可分割性,建立 了这两个属性在数值上的关系,这两个量分别遵守质量 守恒和能量守恒,质量和能量在数值上的联系绝不等于 这两个量可以相互转化.
1.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴 随着巨大的能量变化,这是因为( )
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的 库仑力
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力 C.核子间存在着强大的核力 D.核子间存在着复杂磁力
解析:核力是短程力,由于核力很强大,所以将核子 拆开需要大量的能量克服核力做功.相反,若核子结合成 原子核,则放出大量的能量,所以选项 C 正确.
第十九章 原子核
5 核力与结合能
学习目标
1.知道核力的概念、特点及自 然界存在的四种基本相互作 用. 2.知道稳定原子核中质子与 中子的比例随着原子序数的 增大而减小. 3.掌握结合能和比结合能的 概念. 4.知道质量亏损,理解爱因 斯坦质能方程并能进行有关 核能的计算.
重 重点
难点
点难点
1.爱因斯坦质 能方程的理 解. 2.结合能和 比结合能概 念.
(3)核力的饱和性:每个核子只跟邻近的核子发生核 力作用.
3.四种基本相互作用力. 弱力、强力、电磁力、万有引力分别在不同的尺度 上发挥作用: (1)弱力(弱相互作用):弱相互作用是引起原子核 β 衰 变的原因,属于短程力; (2)强力(强相互作用):在原子核内,强力将核子束缚 在一起,属于短程力;
警示:核反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒;核 反应中释放的核能是由于核力做功引起的.
【典例 2】 已知氮核质量 mN=14.007 53 u,氧核 质量 mO=17.004 54 u,氦核质量 mHe=4.003 87 u,质子 质量 mH=1.008 15 u,试判断核反应147N+42He→178O+11H 是吸能反应,还是放能反应?能量变化多少?(1 u 相当于 931.5 MeV 的能量)