以巨共振为门口态的多步过程复合核反应

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费舍巴赫共振

费舍巴赫共振
费舍巴赫共振是指一种特殊的共振现象，发生在特定的几何形状的材料中。

这种共振现象是由费舍巴赫（Feshbach）于1958年首次提出的。

费舍巴赫共振在原子、分子、核和凝聚态物质等系统中都有广泛的应用。

费舍巴赫共振的本质是通过外部调控，调控系统的内禀能级结构，使系统的某种态在不同的能级之间发生共振转化。

在费舍巴赫共振的实验中，通常会通过改变外部磁场、温度或者其他参数来调控系统的内禀能级结构，从而实现共振转化。

费舍巴赫共振在原子物理中有着重要的应用。

例如，在冷原子系统中，费舍巴赫共振可以被用来控制原子间的相互作用，实现原子的冷却和凝聚。

此外，费舍巴赫共振还可以被用来调控原子的碰撞过程，实现原子的操控和量子信息处理。

在核物理中，费舍巴赫共振也有着重要的应用。

通过费舍巴赫共振，可以实现核态之间的共振转化，从而探测核的结构和性质。

费舍巴赫共振在核反应和核聚变等领域有着广泛的应用，对于理解核反应的机制和调控核反应过程具有重要意义。

在凝聚态物质中，费舍巴赫共振也是一个研究热点。

通过调控凝聚态系统的能级结构，可以实现凝聚态物质的相变和性质的调控。

费舍巴赫共振在超导体、拓扑绝缘体等凝聚态系统中有着重要的应用，为实现新型材料的设计和应用提供了新的思路。

总的来说，费舍巴赫共振是一种重要的共振现象，具有广泛的应用前景。

通过调控系统的内禀能级结构，可以实现费舍巴赫共振，从而控制系统的性质和行为。

费舍巴赫共振在原子、核和凝聚态物质等系统中的应用，为实现量子控制和新型材料的设计提供了新的思路和方法。

拟解决的关键科学问题和主要研究内容

三、拟解决的关键科学问题和主要研究内容在通常的稳定原子核中，质子和中子有对称相处的趋势(同位旋对称)，由此形成β稳定线。

远离β稳定线，则是指原子核的中子-质子数之比发生很大变化，或者说同位旋远离对称值。

此时系统的单核子束缚能减小（接近连续态），容易发生放射性衰变。

理论估计这种放射性的核可以达到约8000个，比传统核物理研究的对象（约300个）要多得多，它们可以在实验室或者天体核过程中大量产生。

初期的实验和理论研究表明，在远离稳定线区域，由于量子多体关联和与连续态的耦合，核的基本结构和反应过程可以发生引人注目的变化，如晕结构、集团结构、新幻数、软巨共振、多反应道耦合和多步反应过程等等。

这些变化通常是量子化和跳跃式的，往往被少数价核子的特殊关联性质所决定。

特别值得注意的是轻核区和新的幻数附近区域（包括超重核区），若干价核子的耦合效应更加突出。

这些变化会引发核反应概率反常地增强或减弱，从而改变人们对诸如能量释放和核素变迁过程的传统认识，产生难以估量的新的应用和对天体过程等的新的解释。

实验室研究远离稳定线核物理需要首先通过加速器和初级反应产生非稳定核组成的次级束流，所以又称为放射性核束物理（也称非稳定核物理、弱束缚核物理、奇特核物理等等）。

目前已经实现的放射性束流装置还只能达到部分非稳定核区域，并且束流强度普遍较弱（比稳定核束小几个数量级）。

随着粒子束流技术和探测技术的发展，还会不断观察到新现象和新例证。

因此，放射性核束物理还是正在起步的总体上待开发的广阔领域，它的核心问题就是非稳定核的结构和反应特性。

放射性核束物理必然直接影响到人们已经追求了几十年的超重元素的合成、鉴别和应用。

元素是自然界的最基本资源，超重元素的合成关系到一系列重大的基本科学和应用问题。

自二十世纪60年代中期理论预言了在Z=114、N=184附近存在超重核素稳定岛以来，欧洲和美国的一些著名实验室一直以巨大的热情进行超重元素合成的探索，不断取得进展。

高中物理第四章原子核第三节放射性同位素同步备课教学案粤教版选修3-5.doc

⾼中物理第四章原⼦核第三节放射性同位素同步备课教学案粤教版选修3-5.doc第三节放射性同位素[学习⽬标] 1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应⽅程.2.知道什么是同位素、放射性同位素和⼈⼯放射性同位素.3.了解放射性同位素在⽣产和科学领域的应⽤，知道射线的危害及防护．⼀、核反应 [导学探究]1．核反应的实质是什么？它符合哪些规律？答案 (1)它的实质就是将⼀种原⼦核在粒⼦的轰击之下转变成⼀种新的原⼦核，并产⽣新的粒⼦．(2)在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律．2．如何实现原⼦核的⼈⼯转变？常见的⼈⼯转变的核反应有哪些？答案 (1)⼈为地⽤α粒⼦、质⼦、中⼦或光⼦去轰击⼀些原⼦核，可以实现原⼦核的转变． (2)常见的⼈⼯转变的核反应有： a ．卢瑟福发现质⼦：147N ＋42He→178O ＋11H b ．查德威克发现中⼦：94Be ＋42He→126C ＋10n c ．居⾥夫妇⼈⼯制造同位素：42He ＋2713Al→10n ＋3015P3015P 具有放射性：3015P→3014Si ＋ 0＋1e.[知识梳理]1．核反应：利⽤天然放射性的⾼速粒⼦或利⽤⼈⼯加速的粒⼦去轰击原⼦核，以产⽣新的原⼦核，这个过程叫做核反应．2．核反应的实质：以基本粒⼦(α粒⼦、质⼦、中⼦等)为“炮弹”去轰击原⼦核(靶核X)，从⽽促使原⼦核发⽣变化，⽣成了新原⼦核(Y)，并放出某⼀粒⼦． 3．原⼦核⼈⼯转变的三⼤发现(1)1919年卢瑟福发现质⼦的核反应⽅程：14 7N ＋42He→178O ＋11H(2)1932年查德威克发现中⼦的核反应⽅程：94Be ＋42He→12 6C ＋10n(3)1934年约⾥奥·居⾥夫妇发现放射性同位素和正电⼦的核反应⽅程：2713Al ＋42He→3015P ＋10n ；3015P→3014Si ＋ 0＋1e.4．⼈⼯转变核反应与衰变的⽐较(1)不同点原⼦核的⼈⼯转变，是⼀种核反应，是其他粒⼦与原⼦核相碰撞的结果，需要⼀定的装置和条件才能发⽣，⽽衰变是原⼦核的⾃发变化，它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点⼈⼯转变与衰变过程⼀样，在发⽣的过程中质量数与电荷数都守恒；反应前后粒⼦总动量守恒．[即学即⽤] 判断下列说法的正误．(1)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．( √)(2)核反应是⽤粒⼦轰击原⼦核，利⽤粒⼦与原⼦核的碰撞将原⼦核打开．( ×)(3)卢瑟福利⽤α粒⼦轰击铍并发现了中⼦．( ×)(4)原⼦核的⼈⼯转变，需要⼀定的装置和⼈为条件，不是原⼦核的⾃发变化．( √)⼆、放射性同位素1．同位素：具有相同质⼦数⽽中⼦数不同的原⼦，互称同位素．2．放射性同位素：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素．3．约⾥奥·居⾥夫妇在⽤α粒⼦轰击铝箔时发现正电⼦的核反应⽅程为：2713Al＋42He→3015P＋10 n，3015P→3014Si＋ 0＋1e＋ν，其中3015P是3115P的⼀种放射性同位素．三、放射性同位素的应⽤1．利⽤放射性同位素放出的射线可进⾏γ探伤、消除静电、培育良种、治疗癌症．2．放射性同位素可以作为⽰踪原⼦．3．利⽤元素的半衰期可推断地层或古代⽂物的年代．想⼀想医学上做射线治疗⽤的放射性元素，应⽤半衰期长的还是短的？为什么？答案半衰期短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．4．放射线的危害及防护(1)α射线具有很强的电离作⽤，但穿透能⼒很弱；(2)β射线有较强的穿透能⼒，但电离作⽤较弱；(3)γ射线电离作⽤最⼩，穿透能⼒很强．辐射防护的基本⽅法有：时间防护、距离防护和屏蔽防护．[即学即⽤] 判断下列说法的正误．(1)放射性同位素3015P，既可以通过核反应⼈⼯获得，也可以从⾃然界中获得．( ×)(2)⽤γ射线照射⾷品可以杀死使⾷物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期．( √)⼀、核反应及核反应⽅程1．核反应的条件⽤α粒⼦、质⼦、中⼦，甚⾄⽤γ光⼦轰击原⼦核使原⼦核发⽣转变．2．核反应的规律质量数守恒，电荷数守恒．3．⼈⼯转变与衰变的⽐较(1)不同点：⼈⼯转变是其他粒⼦与原⼦核相碰撞的结果，需要⼀定的装置和条件才能发⽣；⽽衰变是原⼦核的⾃发变化，它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点：⼈⼯转变与衰变过程⼀样，在发⽣过程中质量数与电荷数都守恒．例1完成下列核反应⽅程，并指出其中________是发现质⼦的核反应⽅程，________是发现中⼦的核反应⽅程．(1)14 7N＋10n→14 6C＋________(2)14 7N＋42He→17 8O＋________(3)10 5B＋10n→________＋42He(4)94Be＋42He→________＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋________答案见解析解析(1)14 7N＋10n→14 6C＋11H(2)14 7N＋42He→17 8O＋11H(3)10 5B＋10n→73Li＋42He(4)94Be＋42He→12 6C＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋10n其中发现质⼦的核反应⽅程是(2)，发现中⼦的核反应⽅程是(4)．书写核反应⽅程时要注意：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间⽤箭头，不能写成等号；(3)核反应⽅程遵守质量数守恒⽽不是质量守恒，核反应过程中，⼀般会发⽣质量的变化．⼆、放射性同位素及其应⽤1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)⼈⼯放射性同位素．2．放射性同位素的主要作⽤(1)⼯业部门使⽤射线测厚度——利⽤γ射线的穿透特性．(2)农业应⽤——γ射线使种⼦的遗传基因发⽣变异，杀死使⾷物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等．(3)做⽰踪原⼦——利⽤放射性同位素与⾮放射性同位素有相同的化学性质．(4)医学上——利⽤γ射线的⾼能量治疗癌症．例2(多选)关于放射性同位素的应⽤，下列说法正确的是( )A．利⽤γ射线使空⽓电离，把静电荷导⾛B．利⽤γ射线照射植物的种⼦，使产量显著增加C．利⽤α射线来治疗肺癌、⾷道癌等疾病D．利⽤放射性同位素跟它的⾮放射性同位素的化学性质相同，作为⽰踪原⼦答案BD1．⽤射线来测量厚度，⼀般不选取α射线是因为其穿透能⼒太差，更多的是选取γ射线，也有部分选取β射线的．2．给病⼈治疗癌症、培育优良品种、延长⾷物保存期⼀般选取γ射线．3．使⽤射线时安全是第⼀位的．1．卢瑟福通过实验⾸次实现了原⼦核的⼈⼯转变，其核反应⽅程为：42He＋147N→178O＋11H，下列说法错误的是( ) A．卢瑟福通过该实验提出了原⼦核式结构模型B．实验中是⽤α粒⼦轰击氮核C．卢瑟福通过该实验发现了质⼦D．原⼦核在⼈⼯转变的过程中，电荷数⼀定守恒答案 A解析卢瑟福⽤α粒⼦轰击⾦箔散射的实验，提出了原⼦的核式结构模型，故A错误；⽤α粒⼦轰击氮核⾸次实现了原⼦核的⼈⼯转变，并发现了质⼦，故B、C正确；核反应⽅程质量数和电荷数是守恒的，故D正确．2．(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素⼀样，都具有⼀定的半衰期，衰变规律⼀样B．放射性同位素衰变可⽣成另⼀种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产⽣的，不能⽤⼈⼯⽅法制得D．以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原⼦核，选项A、B正确；⼤部分放射性同位素都是⼈⼯转变后获得的，C、D错误．3．下⾯列出的是⼀些核反应⽅程：3015P→3014Si＋X，94Be＋21H→10 5B＋Y，42He＋42He→73Li＋Z，其中( ) A．X是质⼦，Y是中⼦，Z是正电⼦B．X是正电⼦，Y是质⼦，Z是中⼦C．X是中⼦，Y是正电⼦，Z是质⼦D．X是正电⼦，Y是中⼦，Z是质⼦答案 D解析依据核反应⽅程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确．4．⽤⼈⼯⽅法得到放射性同位素，这是⼀个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，⽽今天⼈⼯制造的放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在⼯业、农业、医疗卫⽣和科学研究的许多⽅⾯得到了⼴泛的应⽤．(1)带电的验电器在射线照射下电荷会很快消失．其原因是( )A．射线的贯穿作⽤B．射线的电离作⽤C．射线的物理、化学作⽤D．以上三个选项都不是(2)在我国⾸先⽤⼈⼯⽅法合成⽜胰岛素时，需要证明⼈⼯合成的⽜胰岛素结晶跟天然⽜胰岛素的结晶是同⼀种物质，为此曾采⽤放射性同位素14C做________．答案(1)B (2)⽰踪原⼦解析(1)因射线的电离作⽤，空⽓中的与验电器所带电性相反的离⼦与之中和，从⽽使验电器所带电荷消失．(2)把掺⼊14C的⼈⼯合成的⽜胰岛素与天然⽜胰岛素混合在⼀起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的⽜胰岛素结晶，这就证明了⼈⼯合成的⽜胰岛素与天然⽜胰岛素完全融为⼀体，它们是同⼀种物质．这种把放射性同位素的原⼦掺到其他物质中去，让它们⼀起运动、迁移，再⽤放射性探测仪器进⾏追踪，就可以知道放射性原⼦通过什么路径，运动到了哪⾥，是怎样分布的，从⽽可以了解某些不容易查明的情况或规律．⼈们把具有这种⽤途的放射性同位素叫做⽰踪原⼦．⼀、选择题(1～5题为单选题，6～9题为多选题)1．在下列四个核反应⽅程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒⼦①31H＋X1→42He＋10n ②14 7N＋42He→17 8O＋X2③94Be＋42He→12 6C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4则以下判断中正确的是( )A．X1是质⼦B．X2是中⼦C．X3是电⼦D．X4是质⼦答案 D解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为21H，A错；X2为11H，B错；X3为10n，C错；X4为11H，D对．2．⽤⾼能8636Kr轰击20882Pb，释放出⼀个中⼦后，⽣成了⼀个新核，关于新核的推断正确的是( ) A．其质⼦数为122 B．其质量数为294C．其原⼦序数为118 D．其中⼦数为90答案 C解析核反应⽅程为20882Pb＋8636Kr→10n＋293118X，新核质量数为293，质⼦数为118，中⼦数为293－118＝175，故正确选项为C.3．医学界通过14C标记的C60发现⼀种C60的羧酸衍⽣物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C 的⽤途是( )A．⽰踪原⼦B．电离作⽤C．催化作⽤D．贯穿作⽤答案 A解析⽤14C标记C60来查明元素的⾏踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作⽤是做⽰踪原⼦，故选项A正确．4．放射性在技术上有很多应⽤，不同的放射源可⽤于不同⽬的．下表列出了⼀些放射性元素的半衰期和可供利⽤的射线．某塑料公司⽣产聚⼄烯薄膜，⽅法是让厚的聚⼄烯膜通过轧辊把聚⼄烯膜轧薄，利⽤适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利⽤的元素是( )A．钋210 B．氡222 C．锶90 D．铀238答案 C解析要测定聚⼄烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作⽤还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作⽤最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选⽤β射线，⽽氡222半衰期太短，所以只有锶90较合适．5．将威尔逊云室置于磁场中，⼀个静⽌在磁场中的放射性同位素原⼦核3015P ，放出⼀个正电⼦后变成原⼦核3014Si ，如图所⽰能近似地反映正电⼦和Si 核轨迹的是( )答案 B解析把放出的正电⼦和衰变⽣成物Si 核看成⼀个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电⼦的⽅向跟Si 核运动⽅向⼀定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹⼒作⽤下⼀定形成两个外切圆的轨道，C 、D 可排除．因为洛伦兹⼒提供向⼼⼒，即qvB ＝m v 2r，所以做匀速圆周运动的半径为r ＝mvqB.衰变时，放出的正电⼦与反冲核Si 的动量⼤⼩相等，因此在同⼀个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反⽐，即r e r Si ＝q Si q e ＝141. 可见正电⼦运动的圆半径较⼤．6．下列应⽤中把放射性同位素作为⽰踪原⼦的是( ) A ．射线探伤仪B ．利⽤含有放射性13153I 的油，检测地下输油管的漏油情况 C ．利⽤6027Co 治疗肿瘤等疾病D ．把含有放射性元素的肥料施给农作物，⽤以检测确定农作物吸收养分的规律答案 BD解析射线探伤仪利⽤了射线的穿透能⼒，所以选项A 错误．利⽤含有放射性13153I 的油，可以记录油的运动踪迹，可以检查管道是否漏油，所以选项B 正确．利⽤6027Co 治疗肿瘤等疾病，利⽤了射线的穿透能⼒和⾼能量，所以选项C 错误．把含有放射性元素的肥料施给农作物，可以记录放射性元素的踪迹，⽤以检测确定农作物吸收养分的规律，所以选项D 正确． 7．下列核反应或衰变⽅程中，符号“X”表⽰中⼦的是( )A.94Be＋42He―→12 6C＋XB.14 7＋42He―→17 8O＋XC.204 80Hg＋10n―→202 78Pt＋211H＋XD.239 92U―→239 93Np＋X答案AC解析根据核反应⽅程质量数和电荷数守恒可得A、C选项正确．8．⼀个质⼦以1.0×107 m/s的速度撞⼀个静⽌的铝原⼦核后被俘获，铝原⼦核变成硅原⼦核．已知铝原⼦核的质量是质⼦的27倍，硅原⼦核的质量是质⼦的28倍，则下列说法正确的是( )A．核反应⽅程为2713Al＋11H―→2814SiB．核反应⽅程为2713Al＋10n―→2814SiC．硅原⼦核速度的数量级为107 m/s，⽅向跟质⼦的初速度⽅向⼀致D．硅原⼦核速度的数量级为105 m/s，⽅向跟质⼦的初速度⽅向⼀致答案AD解析由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误；由动量守恒定律求得硅原⼦核速度的数量级为105 m/s，即D选项正确，C选项错误．9．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是( )A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．⽤3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电⼦，可⽤作⽰踪原⼦，观察磷肥对植物的影响答案BD解析同位素有相同的质⼦数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确．⼆、⾮选择题10．在中⼦、质⼦、电⼦、正电⼦、α粒⼦中选出⼀个适当的粒⼦，分别填在下列核反应⽅程的横线上．(1)238 92U―→234 90Th＋________.(2)94Be＋42He―→12 6C＋________.(3)234 90Th―→234 91Pa＋________.(4)3015P―→3014Si＋________.(5)235 92U＋________―→9038Sr＋136 54Xe＋1010n.(6)14 7N＋42He―→17 8O＋________.答案 (1)42He (2)10n (3) 0－1e (4) 0＋1e (5)10n (6)11H解析在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒⼦采⽤左下⾓(电荷数)配平，左上⾓(质量数)配平．未知粒⼦可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒⼦(42He)，同理确定其他粒⼦分别为：中⼦(10n)，电⼦( 0－1e)，正电⼦( 0＋1e)，中⼦(10n)，质⼦(11H)． 11．如图1所⽰是⼯⼚利⽤射线⾃动控制铝板厚度的装置⽰意图．图1(1)请简述⾃动控制的原理；(2)如果⼯⼚⽣产的是厚度为2 mm 的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪⼀种对铝板的厚度控制起主要作⽤？为什么？答案见解析解析 (1)射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的射线的强度就会随之变化，将这种变化转变为电信号输⼊到相应的装置，使之⾃动地控制图中右侧的两个轮间的距离，达到⾃动控制铝板厚度的⽬的．(2)β射线起主要作⽤，因为α射线的贯穿本领很⼩，穿不过2毫⽶的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过⼏厘⽶的铅板，2毫⽶左右的铝板厚度发⽣变化时，透过铝板的γ射线强度⼏乎不发⽣变化；β射线的贯穿本领较强，能穿过⼏毫⽶厚的铝板，当铝板厚度发⽣变化时，透过铝板的β射线强度变化较⼤，探测器可明显地反映出这种变化，使⾃动化系统做出相应的反应．12．1934年约⾥奥·居⾥夫妇⽤α粒⼦轰击静⽌的2713Al ，发现了放射性磷3015P 和另⼀种粒⼦，并因这⼀伟⼤发现⽽获得诺贝尔物理学奖． (1)写出这个过程的核反应⽅程式；(2)若该种粒⼦以初速度v 0与⼀个静⽌的12C 核发⽣碰撞，但没有发⽣核反应，该粒⼦碰后的速度⼤⼩为v 1，运动⽅向与原运动⽅向相反，求碰撞后12C 核的速度．答案 (1)2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n (2)v 0＋v 112，⽅向与该粒⼦原运动⽅向相同解析 (1)核反应⽅程式为2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n.(2)由(1)知，该种粒⼦为中⼦，设该种粒⼦的质量为m ，则12C 核的质量为12m ，设碰撞后12C 核的速度为v 2，由动量守恒定律可得mv 0＝m (－v 1)＋12mv 2，解得v 2＝v 0＋v 112，碰撞后12C 核的运动⽅向与该粒⼦原运动⽅向相同．。

新高考2025版高考物理一轮复习微专题小练习第十四章近代物理

第十四章近代物理做真题明方向1．[2024·全国甲卷]在下列两个核反应方程中X ＋ 147 N ―→Y ＋ 178 O 、Y ＋73 Li ―→2X ，X 和Y 代表两种不同的原子核，以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数，则( )A ．Z ＝1，A ＝1B ．Z ＝1，A ＝2C ．Z ＝2，A ＝3D ．Z ＝2，A ＝4 2．[2024·湖南卷]2024年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST )创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是( )A ．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B ．氘氚核聚变的核反应方程为21 H ＋31 H ―→42 He ＋ 0－1 e C ．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D ．核聚变反应过程中没有质量亏损3．[2024·全国乙卷]2024年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事务观测中作出重要贡献．由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J .假设释放的能量来自于物质质量的削减，则每秒钟平均削减的质量量级为(光速为3×108m /s )( )A ．1019 kgB ．1024 kgC ．1029 kgD ．1034 kg4．[2024·新课标卷]铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁放射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10－5eV ，跃迁放射的光子的频率量级为(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s ，元电荷e ＝1.60×10－19C )( )A ．103 HzB ．106 HzC ．109 HzD ．1012 Hz5．[2024·全国甲卷]两种放射性元素的半衰期分别为t 0和2t 0，在t ＝0时刻这两种元素的原子核总数为N ，在t ＝2t 0时刻，尚未衰变的原子核总数为N3 ，则在t ＝4t 0时刻，尚未衰变的原子核总数为( )A ．N 12B ．N 9C ．N 8D ．N 66．[2024·山东卷]碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病．碘125的半衰期为60天，若将肯定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的( )A ．116B ．18C ．14D ．127．[2024·广东卷]目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子．氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2 ，其中E 1＝－13.6 eV .如图是按能量排列的电磁波谱，要使n ＝20的氢原子汲取一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被汲取的光子是( )A ．红外线波段的光子B ．可见光波段的光子C ．紫外线波段的光子D ．X 射线波段的光子第十四章近代物理做真题明方向1．D 设Y 电荷数和质量数分别为m 和n ，依据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满意，A ＋14＝n ＋17，Z ＋7＝m ＋8，其次个核反应方程的核电荷数和质量数满意，n ＋7＝2A ，m ＋3＝2Z ，联立解得，Z ＝2，A ＝4，故选D .2．A 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A 正确；依据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为21 H ＋31 H ―→42 He ＋10 n ，B 错误；核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C 错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D 错误．故选A .3．C 依据质能方程E ＝mc 2可知，每秒钟平均削减的质量为Δm ＝E 060c 2 ＝104860×（3×108）2 kg ＝10305.4kg 则每秒钟平均削减的质量量级为1029kg . 故选C .4．C 铯原子利用的两能级的能量差量级对应的能量为ε＝10－5 eV ＝10－5×1.6×10－19 J ＝1.6×10－24J由光子能量的表达式ε＝hν可得，跃迁放射的光子的频率量级为ν＝εh＝1.6×10－246.63×10－34 Hz ≈2.4×109Hz跃迁放射的光子的频率量级为109Hz .故选C .5．C 设两种放射性元素的原子核原来总数分别为N 1和N 2，则N ＝N 1＋N 2，因为N 余＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12 tT ·N 原，所以t ＝2t 0时刻，N 3 ＝N 1⎝ ⎛⎭⎪⎫12 2 ＋N 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12 1 ，联立解得N 1＝23 N ，N 2＝13 N ，故t ＝4t 0时刻，N 1⎝ ⎛⎭⎪⎫12 4＋N 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12 2＝N 8 ，C 项正确． 6．B 设碘125刚植入时的质量为m 0，则经过n ＝18060 ＝3个半衰期以后剩余的质量为m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12 nm 0，解得m m 0 ＝18 ，B 项正确． 7．A n ＝20的氢原子能量为E 20＝E 1202 ＝－0.034 eV ，该氢原子的电离能为0.034 eV .汲取一个光子，恰好失去一个电子变成氢离子，由题图所示按能量排列的电磁波谱可知，被汲取的光子是红外线波段的光子，A 项正确．。

γ射线的简介

Kr—常数，32.9×10-16C·m3(Kg·h·Bq)—5.42×10-7 C/(Kg·h)NXδ—透明厚度，单位：mmh—半价层（8.78）Rx—安全防护距离，单位：m当源活度为16 Ci，透明厚度为18mm时，由上述公式计算得，安全防护距离为29m。

3）放射性活度：放射性活度是表示放射性核素特征的物理量，它的定义为处于特定能态的一定量的放射性核素，在dt时间内发生核跃迁数的期望值除以dt。

放射性活度用A表示，单位用贝克（勒尔），符号为Bq.1贝克一个物质的放射性强度的大小通常不用体积或质量的大小来衡量，而是用放射性活度来表示。

放射性物质在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放射性活度。

在1975年国际计量大会上，规定了放射性活度的国际单位是秒的倒数（s-1），1Bq就是放射性物质在1秒内有1个原子核发生衰变。

2.5MBq/L就是在1升样品中每秒有2.5M个原子发生衰变。

放射性强度是放射性物质的固有属性，只和放射性物质的多少（浓度）有关，而这和温度、压强等外界条件无关。

1居里=3.7×1010贝克居里的符号是Ci。

2.不可见光当人类观察太空时，看到的为“可见光”，然而电磁波谱的大部分是由不同辐射组成，当中的辐射的波长有较可见光长，亦有较短，大部分单靠肉眼并不能看到。

通过探测伽马射线能提供肉眼所看不到的太空影像。

2008年，美国发射的费米太空望远镜，就是通过伽马射线探查宇宙的。

太空中的伽马射线在太空中产生的伽马射线是由恒星核心的核聚变产生的，因为无法穿透地球大气层，因此无法到达地球的低层大气层，只能在太空中被探测到。

太空中的伽马射线是在1967年由一颗名为“维拉斯”的人造卫星首次观测到。

从20世纪70年代初由不同人造卫星所探测到的伽马射线图片，提供了关于几百颗此前并未发现到的恒星及可能的黑洞。

于90年代发射的人造卫星（康普顿伽马射线观测台），提供了关于超新星、年轻星团、类星体等不同的天文信息。

核反应的基本原理与过程

核反应的基本原理与过程核反应是指原子核之间的相互作用，导致原子核的变化和能量的释放。

核反应是核能利用和核武器制造的基础，对于人类的能源需求和科学研究具有重要意义。

本文将介绍核反应的基本原理和过程。

一、核反应的基本原理核反应是由于原子核之间的相互作用而引起的。

原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

核反应可以分为两类：裂变和聚变。

1. 裂变裂变是指重核（如铀、钚等）被中子轰击后，原子核发生裂变，分裂成两个或多个较轻的核片段，并释放出大量的能量。

裂变反应的方程式可以表示为：核+中子→碎片+中子+能量2. 聚变聚变是指轻核（如氢、氦等）在高温高压条件下，原子核发生聚变，合成成较重的核，并释放出巨大的能量。

聚变反应的方程式可以表示为：核+核→新核+能量二、核反应的过程核反应的过程包括激发、碰撞、转化和释放能量四个阶段。

1. 激发核反应的第一步是激发，即外界能量的输入使得原子核的能级发生变化。

激发可以通过中子轰击、高能粒子轰击或者高温高压等方式实现。

2. 碰撞激发后的原子核会与其他原子核或粒子发生碰撞，碰撞是核反应的关键步骤。

碰撞的结果取决于碰撞的能量和角动量。

3. 转化碰撞后，原子核可能发生转化，即核反应的产物形成。

转化的过程涉及核子的重新排列和核子之间的相互作用。

4. 释放能量核反应的最后一步是能量的释放。

在核反应中，能量以辐射的形式释放出来，包括电磁辐射（如γ射线）和粒子辐射（如α粒子、β粒子）等。

三、应用与前景核反应具有巨大的能量释放和高效的能源转化特点，因此在能源领域具有广泛的应用前景。

1. 核能利用核能利用是指利用核反应释放的能量进行发电或其他用途。

核能发电是目前世界上最重要的清洁能源之一，具有高效、稳定、低碳排放等优点。

2. 核武器制造核反应也是制造核武器的基础。

核武器利用核反应释放的巨大能量来实现破坏目标的目的，具有极高的杀伤力和威慑力。

3. 科学研究核反应在科学研究中也具有重要意义。

核反应的三个阶段描述和核反应机制

§9.8、核反应的三个阶段描述和核反应机制
1、核反应过程的描述在核反应机制理论发展的基础上，1957年V.F.Weisskopf对核反应过程提
出了三阶段描述，它描绘了核反应过程的粗糙图象。 1）、第一阶段：独立粒子阶段
入射粒子接近到靶核核场作用范围内，可能发生两种情况： ⅰ）、粒子进入靶核，靶核被吸收，引起核反应。 ⅱ）、粒子被靶核弹出来，引起弹性散射。这一个阶段就如同光波射到一个半透明的玻璃球一样，可能发生两种情况：
由上面公式可见，复合核的形成截面 CN 一般不等于反应截面 r
a CN D
a res r
∴只有当核反应截面
，共振反应截面
D

re
可以忽略时，才有：
s
CN r
各种截面之间的关系如下：
t
SC
r
res
pot
a
CN
D
光波被玻璃球吸收光波被玻璃球反射或折射所以这一阶段描述核反应的模型称为光学模型，在这一阶段中，入射粒子在靶核核场中运动，保持相对独立性，所以通常叫做“独立粒子阶段”。 2）、第二阶段：复合系统阶段粒子被靶核吸收后，反应进入了第二阶段。
在这一阶段中，粒子与靶核发生了能量交换，因而不能再看作是粒子在整个靶核作用下独立运动，而认为入射粒子和靶核形成了一个复合体系，所以叫做复合系统阶段。
直接反应截面 D
t pot a
a CN D
总有效截面 t 去弹性散射截面 r 弹性散射截面 SC 势散射截面 pot
共振散射截面 res t r SC r pot res
a r res
在这一阶段中，能量交换方式有以下几种： ⅰ）、入射粒子把能量交给靶核表面或体内的一个或几个核子使反应直接推向第三阶段，这种过程分别叫做表面直接作用和体内直接作用。 ⅱ）、多次碰撞：入射粒子可能在核内碰撞多次再发射出来。 ⅲ）、集体激发：入射粒子把部分能量交给靶核后飞出，这时靶核产生集体激发，引起核的集体转动、振动等。上述三种过程统称为直接作用，在这种过程中入射粒子在不同程度上保留了原有特性。 ⅳ）、复合核形成：入射粒子与靶核经过多次碰撞，不断损失能量，最后停留在核内，和靶核融成一体，形成一个中间过程的原子核，叫做复合核。 3）、第三阶段：核反应的最后阶段在这一阶段中，复合系统分解成出射粒子和剩余核。当分解出的粒子与入射粒子相同，剩余粒子处于基态时，这种过程为弹性散射。这种经过复合核的弹性散射称为复合核弹性散射，它就是共振散射，而在独立粒子阶段形成的弹性散射称为形状弹性散射，它为势散射。

核反应堆物理分析和原子核物理习题

100. 单位体积内有多种元素的原子核，其宏观截面的表达式是什么？答案：设单位体积内有几种原子核，其核子数分别为N 1……N i ……N n ；其对应的微观截面为σ1……σi ……σn ；则其宏观截面Σ的表达式为：∑==+++=∑ni i i n n i i N N N N 111σσσσ101. 什么是复核模型？答案：是用来解释入射粒子与靶核发生核反应的一种物理模型。

复核模型认为核反应存在一个复核的中间阶段，其过程可表为：a +A －→B *－→C+c其中a ――入射粒子；A ――靶核；B *――复核，一般处在激发态；C ――新核；c ――出射粒子。

102. 试说明微观截面的大致变化规律。

答案：微观截面在不同入射中子能量及不同靶核质量数的情况下，差别是很大的。

对压水堆最重要的几个核反应，一般均可按中子能量不同分为三个区域：在低能区，微观截面或者保持常数（对(n,n)反应）或者与)1(1νE 成正比（对(n,γ)反应和(n,f)反应）。

在该区以上是共振区。

有多个共振峰存在。

在高能区是微观截面的平滑区。

103. 试说明235U 的裂变截面随中子能量的大致变化规律。

答案：在低能区（热中子）(E n <lev)，σf 从4000ba-80ba 与E1成正比变化。

中能区（中能中子）(lev<E n <1000ev)，σf 有强烈的共振峰，σf 值峰顶200－300ba ，峰谷3－10ba 。

高能区（快中子）(E n >100ev)，σf 基本上是平滑地随能量增加而下降，从10ba-1.5ba 。

可见压水堆将快中子慢化成热中子是十分重要的。

104. 简述中子动力学中的点堆模型的物理概念。

答案：这是研究反应堆中子动力学的一种近似方法，这种模型假定反应堆内各空间点上的中子通量、密度等参数随时间的变化规律是安全一样的。

这时我们把反应堆看作一个集中参数的系统，即一个没有空间分布的“点堆”来研究反应堆。

2024全国高考真题物理汇编：原子核章节综合

2024全国高考真题物理汇编原子核章节综合一、单选题 1．（2024江苏高考真题）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是14117718X N H O +→+，粒子X 为（） A ．正电子01e B ．中子10n C ．氘核12HD ．氦核42He2．（2024广西高考真题）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇-160（16076Os ）和钨-156（15674W ）。

若锇-160经过1次α衰变，钨-156经过1次+β衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（） A ．电荷数B ．中子数C ．质量数D ．质子数3．（2024甘肃高考真题）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素16976Os ，核反应方程如下：10658160482876Cd Ni Os 4X +→+该方程中X 是（）A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子4．（2024海南高考真题）人工核反应3013014115Si H X P +→+中的X 是（）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子5．（2024北京高考真题）已知钍234的半衰期是24天。

1g 钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（） A ．0gB ．0.25gC ．0.5gD ．0.75g6．（2024浙江高考真题）发现中子的核反应方程为491240He+Be X n →+，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚 238的衰变方程为型2349238942Pu U+Y →，下列正确的是（）A ．核反应方程中的X 为126CB ．衰变方程中的Y 为32He C ．中子10n 的质量数为零 D ．钚238的衰变吸收能量7．（2024山东高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。

已知9038Sr 衰变为9039Y 的半衰期约为29年；23894Pu 衰变为23492U 的半衰期约87年。

核物理名词解释

核素：具有相同质子数Z 和中子数N 的一类原子核，称为一种核素。

同位素：质子数相同，中子数不同的核素称为同位素。

同中子素：中子数相同，质子数不同的核素称为同中子数，或称同中异位素。

同量异位素：质量数相同，质子数不同的核素称为同量异位素。

同核异能素：质量数和质子数均相同（当然中子数也相等），而能量状态不同的核素称为同核异能素。

镜像素：质子数和中子数互换的一对原子核，称为镜像素。

原子核的自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋。

衰变常量（λ）：衰变常量λ是在单位时间内每个原子核的衰变概率。

它的量纲是时间的倒数。

t e N N λ-=0；dtN N d -=λ（分子N N d -表示每个原子核的衰变概率）放射性活度（A ）：在单位时间内有多少核发生衰变，亦即放射性核素的衰变率dtdN -，或叫放射性活度A 。

t t e A e N N dtdN A λλλλ--===-≡00 半衰期（21T ）：半衰期21T 是放射性原子核衰减到原来数目的一半所需的时间。

ττλλ693.02ln 693.02ln 21====T 平均寿命（τ）：平均寿命τ是指放射性原子核平均生存的时间。

平均寿命和衰变常量互为倒数。

λτ1= 核的结合能：原子核的质量比组成它的核子的总质量小，表明由自由核子结合而成原子核的时候，有能量释放出来。

这种表示自由核子组成原子核所释放的能量称为原子核的结合能。

核素的结合能用),(A Z B 表示，它与核素的质量亏损),(A Z M ∆关系是：2),(),(c A Z M A Z B ∆= 比结合能：原子核平均每个核子的结合能又称为比结合能，用ε表示。

A B /=ε比结合能表示了若把原子核拆成自由核子，平均对于每个核子所需要做的功。

比结合能ε的大小可用以标志原子核结合得松紧的程度。

ε越大的原子核结合得越紧；ε较小的原子核结合得较松。

质量亏损：组成某一原子核的核子质量和与该原子核质量之差称为原子核的质量亏损。

化学反应机理中的共振结构反应

化学反应机理中的共振结构反应共振结构反应是化学反应机理中一种重要的反应类型，它在有机化学和无机化学领域都具有广泛的应用。

共振结构反应指的是分子或离子中存在多个共振结构，这些共振结构之间可以相互转化而形成新的化学物质。

本文将重点介绍共振结构反应的定义、机理及应用。

一、共振结构反应的定义共振结构反应是指分子或离子中存在两个或多个共振结构，这些共振结构之间通过形成共振杂化结构进行相互转化的过程。

在共振结构反应中，原子的键和孤对电子在不同的共振结构之间进行重新分布，从而使得分子或离子的电荷分布发生变化。

共振结构反应是一种通过电子重新分布来实现原子重排的化学反应过程。

二、共振结构反应的机理共振结构反应的机理可以通过简单的共振理论解释。

共振理论认为，分子或离子中存在多个共振结构时，实际上是存在一系列等权重的共振杂化结构。

这些共振杂化结构通过共享电子，使得中心原子周围的电子密度发生变化，从而改变原子之间的键的性质。

共振结构反应的机理可以概括为以下几个步骤：1.形成有效的共振结构：分子或离子通过电子移动，形成多个共振结构，这些共振结构可以通过共振杂化结构进行相互转化。

2.共振杂化：在共振杂化结构中，原子的杂化轨道排列成为能量较低的电子云密度较高的位置，从而使得共振杂化结构的能量降低。

3.电子重新分布：在共振结构中，原子之间的键和孤对电子会重新分布，从而改变键的性质和原子之间的关系。

4.能量稳定：通过共振结构反应，分子或离子的能量可以变得更加稳定。

三、共振结构反应的应用共振结构反应在有机化学和无机化学领域都有广泛的应用。

在有机化学中，共振结构反应可以解释共轭体系的稳定性，也可以帮助理解分子的光学性质和电子吸附行为。

在无机化学中，共振结构反应可以解释分子或离子的电荷转移行为、酸碱性质以及配位化合物的稳定性。

共振结构反应的应用还涉及到催化剂的设计和合成，以及新型材料的研究。

通过控制共振结构反应，可以实现对反应路径和产物选择性的调控，从而提高反应的效率和选择性。

什么是原子核反应

什么是原子核反应原子核反应是指发生在原子核中的各种转变和相互作用。

它是原子核物理学领域的核心研究内容，对于了解核能的产生、核武器的原理以及核能的利用具有重要的理论和实践意义。

一、原子核反应的概念与分类原子核反应是指由于原子核之间的相互作用，导致原子核的转变或释放出能量的过程。

根据反应的方式和性质，原子核反应可分为以下几类：1. 裂变反应：指重原子核在受到中子轰击后分裂成两个中等大小的原子核的过程。

这种反应常伴随着巨大的能量释放，被广泛应用于核能发电和核武器等领域。

2. 聚变反应：指两个轻原子核融合成一个较重的原子核的过程。

在极高温度和压力下，如太阳内部或热核聚变装置中，聚变反应能够释放出巨大的能量，这也是实现可控核聚变的关键。

3. 散裂反应：指原子核吸收一个中子后，再通过排放中子和次级裂变中的碎片等方式释放能量。

散裂反应广泛应用于核反应堆中实现核能释放和控制。

4. 缩并反应：指两个原子核相互靠近，发生核碰撞后形成一个较大的原子核的过程。

缩并反应在宇宙射线和实验室中都有广泛的应用，能够提供关于核结构和核力的重要信息。

5. 衰变反应：指不稳定核发生无中间步骤的自发性转变的过程，分为α衰变、β衰变和γ衰变等几种形式。

衰变反应是研究核稳定性和放射性变化的重要手段。

二、常见原子核反应的实际应用原子核反应在现代科学和工程中具有广泛的应用，其中一些重要的实际应用包括：1. 核能发电：利用核裂变反应，通过合适的核反应堆设计和控制，可以产生大量的热能，驱动蒸汽轮机发电机组发电。

核能发电具有高效、清洁的特点，是许多国家的重要能源之一。

2. 核武器：核裂变和核聚变反应都是核武器的基础原理。

核武器的制造和应用是一个十分敏感和复杂的问题，掌握核反应的基本原理对于核不扩散和核安全具有重要意义。

3. 核医学：利用放射性同位素进行放射性核素治疗、核素诊断和放射性同位素示踪等技术，可以在医学领域实现疾病的早期诊断和治疗，提高治疗效果和疗效。

为什么共振能释放出巨大的能量？

为什么共振能释放出巨⼤的能量？共振是在外界载荷的激励下，当激励频率与结构固有频率⼀致时，发⽣振幅变⼤的现象。

共振本⾝并不是⼀个释放能量的过程，相反，共振实际上是结构在外载作⽤下积聚能量的过程。

当积聚的能量超过了结构能承受的极限时，就会发⽣破坏，此时才是能量的释放。

结构破坏所释放的能量也没有放⼤，依然遵循着能量守恒定律。

1、共振的故事说到共振，相信很多⼩朋友都听过⼀个⼩和尚的故事。

有个⼩和尚有⼀个乐器钹，挂在房间内。

晚上的时候，这个钹会⾃⼰响起来，吓坏了⼩和尚。

后来，⽼和尚发现，只要寺⾥的⼤钟敲起来，这个⼩钹就会⾃⼰响。

⽼和尚毕竟经验丰富，拿起锉⼑，在钹的表⾯挫了两⼑。

从此以后，这个钹再也没有响过。

2、共振的原理上⾯这个⼩故事中，钹的响动是由于受到⼤钟的影响。

⼤钟被击打后发出声波，声波传递到了⼩钹上，于是⼩钹开始振动起来。

当传过来的声波频率与⼩钹的振动频率接近时，振动的幅度就变的很⼤了，从⽽⼩钹开始发出了声⾳。

这⾥，⼤钟传递过来的声波就是⼀种外载激励。

外载不仅仅是声波，其他⼀切对物体的作⽤都可以是外载，这种作⽤通常以⼒的形式表现出来。

这是共振的⾸要因素，即存在外载的激励。

共振另⼀个因素就是结构的固有频率。

固有频率是结构的⼀种属性，它与材料、结构形状、约束形式有关。

⼒学上，固有频率有严格的推导过程，从n个⾃由度的运动微分⽅程开始，经过数学处理后得到频率⽅程。

这是⼀个跟ω有关的多项式，根据这个⽅程，可以得到n个ω，即n个固有频率。

从这个固有频率的推导过程来讲，固有频率是结构发⽣简谐位移的时候的⼀个运动频率。

得到固有频率后，就可以得到具体的简谐位移表达式，即得到了结构的阵型。

对于复杂结构来讲，想要纯粹通过求解运动微分⽅程得到固有频率是不现实的。

可以利⽤有限元的⽅法来计算。

如上图，利⽤有限元软件，得到结构的固有频率和模态振型。

当外载的激励频率与结构⾃⾝的固有频率接近时，结构的振动就会越来越⼤，如上图所⽰。

复合核理论

C*

BB23

b2 b3
......
......
根据无关性假设应有如下关系：
对于入射道 a1 A1 引起的各种反应道截面为：
a1b1 CN (Ea1 ) Wb1 (E * )
a1b2 CN (Ea1 ) Wb2 (E * )
a1b3 CN (Ea1 ) Wb3 (E * )
成复合核的截面特别大。
对于 27 Al(n n)27Al核反应：
27 Al n28Al*27Al n
入射粒子和靶核的结合能为：
Ba A M 27 Al mn M 28Al 931.5MeV
26.9815391.008665 27.881905931.5MeV 7.731MeV
处的宽度) ~ eV 量级，而相邻共振峰之间的距离D ~ 10eV 量级，这比典型
的单粒子能级小105倍之多。对于上述能级特征，用单粒子模型在势阱（实势阱）中的运动来反映靶核
与入射粒子的相互作用无法得到密而狭的共振面，只能得到巨共振截面，所以势阱模型就被放弃，代替它的是N.Bohr的复合核模型。
利用能级宽度，把核反应
A a C* B b
的截面表示为：
ab
CN

b

62Cu

p

n
63Zn n
60 Ni
64Zn *

62Zn 2n

62Cu

p

n
由图可见，在实验误差范围内，可以得到：
p,n : p,2n : p, pn ,n : ,2n : , pn

核反应堆物理分析各章节重要知识点整理汇总资料

核反应堆物理分析各章节重要知识点整理汇总资料第一章1、在反应堆内中子与原子的相互作用方式主要有：势散射、直接相互作用和复合核的形成。

其中复合核的形成是中子和原子相互作用的最重要方式。

2、复合核的衰变分解的方式有：共振弹性散射、共振非弹性散射、辐射俘获和核裂变，可以概括为散射和吸收。

3、共振现象：但入射中子的能量具有某些特定值，恰好使形成的复合核激发态接近于某个量子能级时，中子被靶核吸收而形成复合核的概率就显著增加，这种现象就叫作共振现象。

4、非弹性散射特点：只有当入射中子的动能高于靶核的第一激发态的能量时才能使靶核激发，也就是说，只有入射中子的能量高于某一数值时才能发生非弹性散射，由此可知，非弹性散射具有阈能的特点。

5、弹性散射特点：它可以分为共振弹性散射和势散射两种，区别在于前者经过复合核的形成过程，后者则没有。

在热中子反应堆内，对中子从高能慢化到低能的过程起主要作用的是弹性散射。

6、易裂变同位素：一些核素，如233U 、235U 、239Pu 和241Pu 等核素在各种能量的中子作用下均能发生裂变，并且在低能中子作用下发生裂变的可能性较大，通常把它们称为易裂变同位素。

7、可裂变同位素：同位素232Th 、238U 和240Pu 等只有在能量高于某一阈值的中子作用下才发生裂变，通常把它们称为可裂变同位素。

8、中子束强度I ：在单位时间内，通过垂直于中子飞行方向的单位面积的中子数量，记为I 。

9、单位体积中的原子核数N ：计算公式为AN N ρ0=0N ：阿伏加德罗常数，取值为6.0221367*1023/molρ：材料密度A ：该元素的原子量10、微观截面σ：微观截面是表示平均一个给定能量的入射中子与一个靶核发生作用的概率大小的一种度量，通常用“巴恩”（b ）作为单位，1b=10-28m 2。

11、核反应下标：s--散射；a--吸收；γ--辐射俘获；f--裂变；t--总核反应 12、靶内平行中子束强度：Nx e I x I σ-=0)(13、宏观截面∑：宏观截面是一个中子与单位体积内所有原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量，单位为m -1,公式为：σN =∑由几种元素组成的均匀混合物质的宏观截面x ∑：∑=∑ixi i x N σ14、富集度：某种元素在其同位素中的（原子）重量百分比。