高中核物理-核反应：核能、重核裂变
高中核物理-核反应：核能、重核裂变
介绍
mu 390.3139 1027 kg mBa 234.0016 1027 kg mKr 152.6047 1027 kg mn 1.6749 1027 kg
计算“质量亏损” Δm =(mu + mn)－(mBa + mKr + 3mn)= 0.3578×10－27kg ΔE = ΔmC2 = 201MeV 1kg铀完全裂变，释放的核能为：
解：
m =6.644929×10 -27kg
m p =1.672648×10 -27kg
me=9.11×10-31kg
将六个方程式相加，得到
4p
2 e +2 +
ΔE= mc2 =(4m p– m 2me )c 2 -
代入数字，经计算得到
ΔE=3.95×10-12 J
链式反应的示意图：
(3)重核裂变的应用
核电站
核心设施：核反应堆 浓缩铀制成的铀棒 石墨、重水或普通水，用于减 减速剂： 小中子的速度 控制棒：镉，用于 吸收中子，控制 核反应的快慢。
原子弹： 不可控的核反应原子弹爆ຫໍສະໝຸດ 时的蘑菇云 “小男孩”（前）和“胖
1.两个中子和两个质子可以结合成一个 氦核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量 是1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反 应的质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
核反应核能与裂变
能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质 量亏损，所以放出能量。 1 kg铀235全部裂变 放出的能量相当于2 800 t标准煤燃烧时释放的 能量，裂变时能产生几万度的高温。
二、核电站
解决能源危机根本途径——核能
1942年费米主持建立了世界上第一个“核反 应堆”，首次通过可控制的链式反应实现了核 能的释放。 核电站－秦山核电站 可开发的核裂变 燃料资源可使用 上千年。 核聚变资源可 使用几亿年。
(3)核反应释放的能量大部分转化为内能，这 时通过水、液态钠等作冷却剂，在反应堆内外 循环流动，把内能传输出去，用于推动蒸汽机， 使发电机发电。发生裂变反应时，会产生一些 有危险的放射性物质，很厚的水泥防护层可以 防止射线辐射到外面。
核电站发电的优点
(1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站， 一年只消耗浓缩铀30 t左右，而同样功率的火 电站每年要消耗250万吨优质煤。 (2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大。 (3)对环境的污染要比火力发电小。
链式反应的应用——核电站慢中子反应堆
水泥防护层
控制棒——镉棒
（吸收中子）
燃料棒—铀棒
慢化剂
（速度与热运动速度相当的中子 最适合引发裂变，称热中子或慢 中子） （常用慢化剂有石墨、重水、和 普通水）
反应堆工作原理： (1)在核电站中，核反应堆是热源，由天 然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制 成，石墨(重水)为慢化剂，使反应生成的 快中子变为慢中子，便于铀235的吸收， 发生裂变，慢化剂附在铀棒周围。 (2)镉棒的作用是吸收中子，控制反应速 度，所以也叫控制棒。控制棒插入深一些， 吸收中子多，反应速度变慢，插入浅一些， 吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪 器自动调节控制棒的升降，就能使反应堆 安全正常地工作。
核物理学中的核能与核裂变
核物理学中的核能与核裂变核物理学是研究原子核及其内部结构以及核反应等现象的科学学科。
在核物理学中，核能与核裂变是两个关键的概念。
本文将介绍核能的概念、来源以及应用，并深入探讨核裂变的原理、过程以及其在能源领域的重要性。
一、核能的概念及来源核能是指存在于原子核内部的能量。
原子核由质子和中子组成，而核能正是质子和中子间相互作用所产生的能量。
核能在核物理学中起着至关重要的作用，既是核反应的能量来源，也是核武器和核能电站的基础。
核能的来源主要有两种：核融合和核裂变。
核融合是两个轻核聚变成一个更重的核的过程，释放出巨大能量。
这一过程在太阳和恒星中发生，是人类未来发展核聚变能源的潜在途径。
而核裂变是一个重核分裂成两个较轻的核的过程，也能释放出大量的能量。
二、核裂变的原理与过程核裂变是利用重核分裂释放能量的过程。
它的原理基于当一个重核吸收中子时，会变得不稳定并发生裂变。
核裂变的过程可以通过以下几个步骤来描述：1. 中子吸收：一个重核吸收一个中子，使得其原子核变得不稳定。
2. 高能中子的释放：裂变后的原子核释放出几个中子，这些中子具有较高的能量。
3. 能量释放：裂变产生的能量以热的形式释放出来，可以用来发电或产生破坏性的核武器。
核裂变过程中产生的中子可以继续引发其他核裂变，形成所谓的链式反应。
如果这种链式反应能够持续进行并不受控制，就可能导致核爆炸。
而在核能电站中，核裂变是通过控制中子释放和反应速率来实现可控的能量产生。
三、核裂变在能源领域的应用核裂变作为一种高效的能源释放方式，在能源领域有着重要的地位。
核能电站利用核裂变过程中释放的能量来产生蒸汽，推动涡轮发电机转动以发电。
核能电站在一些国家已经成为主要的清洁能源来源，其优点在于不产生大气污染物和温室气体。
此外，核裂变还用于核武器的制造。
核武器是利用核裂变和/或核融合来产生大量能量的武器，其威力极大。
尽管核武器的使用受到了严格的限制和监管，但其存在仍然对全球安全造成了潜在威胁。
高中物理 19.6核裂变详解
高中物理| 19.6核裂变详解核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
研究表明原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系。
其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：核子的平均质量是：原子核的质量/核子数。
01裂变物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。
把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。
铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。
铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。
铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是：铀核的裂变1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是：裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能为:在这个反应中释放的能量可以计算如下：反应中释放的能量：△E= △mc2=141MeV.说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。
铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。
1链式反应用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应。
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。
使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
2原子弹“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。
中学物理核能知识点解析
中学物理核能知识点解析核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ，其中E=能量，m=质量，c=光速。
今天我要与大家分享的是：中学物理《核能》知识点解析。
具体内容如下:核能可通过三种核反应之一释放：1、核裂变，较重的原子核分裂释放结合能。
2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结合能。
3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。
核能俗称原子能，它是原子核里的核子——中子或质子，重新分配和组合时释放出来的能量。
核能分为两类：一类叫裂变能，一类叫聚变能。
核能有巨大威力。
1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。
一座100万千瓦的核电站，每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料，运送这些核燃料只需10辆卡车;而相同功率的煤电站，每年则需要300多万吨原煤，运输这些煤炭，要1000列火车。
核聚变反应释放的能量则更巨大。
据测算1公斤煤只能使一列火车开动8米;一公斤裂变原料可使一列火车开动4万公里;而1公斤聚变原料可以使一列火车行驶40万公里，相当于地球到月球的距离。
原子及核世界上的一切物质都是由带正电的原子核和绕原子核旋转的带负电的电子构成的。
原子核包括质子和中子，质子数决定了该原子属于何种元素，原子的质量数等于质子数和中子数之和。
如一个铀-235原子是由原子核(由92个质子和143个中子组成)和92个电子构成的。
如果把原子看作是我们生活的地球，那么原子核就相当于一个乒乓球的大小。
虽然原子核的体积很小，但在一定条件下它却能释放出惊人的能量。
同位素质子数相同而中子数不同或者说原子序数相同而原子质量数不同的一些原子被称为同位素，它们在化学元素周期表上占据同一个位置。
简单的说同位素就是指某个元素的各种原子，它们具有相同的化学性质。
按质量不同通常可以分为重同位素和轻同位素。
铀同位素铀是自然界中原子序数最大的元素。
高中物理之核裂变知识点
高中物理之核裂变知识点核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
研究表明原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系。
其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：核子的平均质量是：原子核的质量/核子数。
裂变物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。
把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。
铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。
铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。
铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是：铀核的裂变1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是：裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能为:在这个反应中释放的能量可以计算如下：反应中释放的能量：△E= △mc2=141MeV.说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。
铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。
链式反应用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应。
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。
使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
原子弹“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。
在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡。
高三物理核裂变知识点归纳
高三物理核裂变知识点归纳核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子加速后变为两个或更多质量较小的核的过程。
核裂变是一种放能反应，其释放的能量可用于核能的利用。
下面将对高三物理核裂变的知识点进行全面归纳。
一、核裂变的基本原理核裂变是重核由中子轰击后发生的裂变反应。
当中子轰击重核时，重核吸收中子然后产生Β链崩裂，形成两个或更多的轻核，同时释放大量的能量和中子。
核裂变的基本方程式为：重核 + 中子→ 轻核 + 能量 + 中子。
在核裂变过程中，质量损失会转化为能量释放。
二、裂变反应堆裂变反应堆是利用核裂变反应产生大量能量的装置。
裂变反应堆中，通过控制自发裂变反应的速率和有效利用中子来维持连续的裂变链式反应。
核裂变反应堆主要包括以下几个部分：1. 燃料：主要使用铀-235或钚-239作为裂变反应的燃料材料，燃料裂变产生大量热能。
2. 导热剂：通常使用水或重水作为导热剂，将裂变产生的热能传递给工质。
3. 冷却剂：用于从反应堆中带走燃料产生的热能，保持反应堆的工作温度。
4. 反应堆堆芯：包括燃料棒、控制棒和冷却管等，其中燃料棒起到反应堆燃料的载体作用。
5. 控制系统：用于控制反应堆中裂变反应的速率，通常通过吸收中子来调节反应堆的输出功率。
6. 安全系统：用于监测反应堆的运行状态，保证反应堆安全。
三、核裂变释放的能量核裂变过程中释放的能量来自于质量的损失，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量m的损失会转化为能量E。
核裂变释放的能量非常巨大，可用于发电和核武器等领域。
核裂变释放的能量大小与核反应堆运行情况相关，主要包括：1. 燃料使用率：燃料中的铀-235或钚-239的利用率越高，释放的能量越大。
2. 中子吸收截面：中子吸收截面越大，相同条件下裂变释放的能量越大。
3. 反应堆控制：通过控制反应堆中的裂变反应速率，可以调节释放的能量大小。
4. 燃料堆芯设计：合理的燃料堆芯设计可以提高裂变产生的能量和中子输出。
四、核裂变应用领域核裂变广泛应用于能源工业和国防事业，主要包括以下几个领域：1. 核电站：核裂变主要用于发电，核反应堆中的裂变反应释放的热能被利用转化为电能，为社会供电。
高二物理 核力与结合能 重核裂变 轻核聚变
铀核裂变时如果生成物不同，释放 的能量也有差异。一个铀235核裂 变时释放的能量如果200MeV估算， 1kg铀235全部裂变时放出的能量 就相当于2800t标准煤完全燃烧时 释放的化学能!
我国第一颗原子弹爆炸
切尔诺贝利事件
除核力外原子核内还存在自然界的第四种相互作用 弱相互作用（弱力） 弱力是引起β衰变，即中子－质子转变的原因 弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电 磁力小。
四种基本相互作用
1.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。 2.电磁力：电磁力和万有引力都是“长程力”。
某些轻核能够结合 在一起，生成一个 较大的原子核，同 时放出大量的核能。 这种核反应叫做核 聚变。
在20世纪20年代末曾经引起 遐想：如果使较重的核分裂成 中等大小的核，或者把较小的 核合并成中等大小的核，核子 的比结合能都会增加，这样岂 不是可以释放能量供人使用？ 前景的确诱人，但是怎样使原 子核发生分裂或者合并呢？这 在当时是一个无法解决的问题。
1938 年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验 中发现，生成物中有原子序数为 56 的元素钡。 奥地利物理学家迈特纳和弗里施对此做出了解释：铀核在被中子轰击后分裂成 两块质量差不多的碎块。弗里施借用细胞分裂的生物学名词，把这类核反应定 名为原子核的裂变。
3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。
4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。
中
子
实际存在的
数
原子核
问题：自然界中较轻的原子 核，质子数与中子数大致相
等，但对于较重的原子核，
初中物理核能核聚变和核裂变的原理
初中物理核能核聚变和核裂变的原理核能是现代科学和技术的重要领域之一，而核聚变和核裂变则是核能的两种主要利用方式。
本文将从核能的基本概念出发，分别介绍核聚变和核裂变的原理及应用。
一、核能的基本概念核能是指由原子核所固有的能量，是一种极为强大的能源。
在核能中，核聚变和核裂变是两个重要的反应过程。
二、核聚变的原理及应用核聚变是指两个轻核聚合成一个更重的核的过程，这一过程会伴随着释放出巨大的能量，也是太阳和恒星等自然界中重要的能源来源。
1. 原理核聚变的原理是利用高温高压条件下，将两个轻核碰撞并合并成一个更重的核。
在核聚变过程中，核内的质子和中子重新排列，从而形成更稳定的核。
这个过程释放出的能量就是核聚变能。
2. 应用核聚变技术目前还处于研究阶段，但其潜力巨大。
通过核聚变技术，可以实现清洁、高效、可持续的能源供应。
此外，核聚变反应还可以在医学、科研等领域发挥重要作用。
三、核裂变的原理及应用核裂变是指一个重核分裂成两个或多个轻核的过程，同样会伴随着释放巨大的能量，也是核能的另一种主要利用方式。
1. 原理核裂变的原理是通过将一个重核引发裂变，将其分解成两个或多个轻核，并伴随着释放出巨大的能量。
核裂变过程中，一般使用中子来撞击重核，从而引发裂变反应。
2. 应用核裂变技术已经广泛应用于核电站的发电过程。
在核电站中，通过控制核裂变反应的速度和规模，可以控制释放的能量用于发电。
核裂变还可以用于核武器制造和放射性同位素的生产等领域。
四、核聚变与核裂变的比较核聚变与核裂变是两种不同的核反应方式，它们在原理、应用以及产生的反应产物等方面存在一定的差异。
1. 原理核聚变是将两个轻核合并成一个重核的过程，核裂变是将一个重核分裂成两个或多个轻核的过程。
2. 产物核聚变的主要产物是更重的核，而核裂变的主要产物是两个或多个轻核。
3. 能量释放核聚变和核裂变过程中都能释放巨大的能量，但核聚变的能量释放更大。
4. 应用目前核聚变技术尚处于研究阶段，而核裂变技术已经广泛应用于核电站的发电过程以及其他领域。
核裂变,核聚变,核衰变,核合变
核裂变,核聚变,核衰变,核合变
核裂变、核聚变、核衰变和核合变是与核能相关的重要概念。
这些过程涉及原子核内部的变化，影响着能源的释放和转化。
在本
文中，我们将深入探讨这些过程的原理、应用和影响。
首先，核裂变是指重原子核分裂成两个或更多较小的核的过程。
这一过程通常伴随着中子的释放，同时也释放出大量的能量。
核裂
变是核反应堆和核武器的基础，通过控制核裂变反应可以产生大量
的电能或者用于破坏性目的。
与核裂变相对的是核聚变，这是指轻原子核融合成较重的核的
过程。
核聚变是太阳和恒星能量来源的基础，也是人类在地球上追
求的清洁能源之一。
虽然目前技术上还无法实现可控的核聚变反应，但科学家们一直在努力研究和开发相关技术，希望能够在未来实现
可持续的核聚变能源。
此外，核衰变是指放射性核素自发地发生核变换的过程。
这一
过程会释放出放射性粒子和能量，对人类和环境都有一定的影响。
核衰变是核能应用中需要重点关注和控制的部分，确保核材料的安
全和合理利用。
最后，核合变是一种较为罕见的核反应过程，指两个原子核合并成一个更重的核的过程。
这一过程通常需要高能量的条件才能发生，目前在实验室中已经实现了一些轻元素的核合变反应，但实际应用还存在诸多挑战。
总的来说，核裂变、核聚变、核衰变和核合变是核能领域中非常重要的概念，它们影响着能源的产生和利用，也对人类社会和环境产生着深远的影响。
通过深入研究和合理应用这些核反应过程，我们可以更好地利用核能资源，推动社会的可持续发展。
高三2020年重点高中物理核反应和核能的利用
059.江苏南通市2008届第三次调研测试 12.Ⅲ(2) 12.Ⅲ(2) 一个高能γ光子，经过重核附近时与原子核
场作用，能产生一对正负电子，请完成相应的反应
方程：
0 -1
e
10e
．
已 知 电 子 质 量 me=9.10×10-31kg ， 光 在 真 空 中 的 传 播速度为速为c=3.00×108m/s，则γ光子的能量至少
到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（11 H ） 转化成一个氦核42（He ）和两个正电子（10 e ）并放出能 量.已知质子质量mP = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于 931.MeV的能量．
① 写出该热核反应方程；
② 一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能 量?（结果保留四位有效数字）
解： ① 411 H 24He 210 e
② Δm = 4mP－ mα－2me = 4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u
= 0.0267 u
ΔE = Δ mc2 = 0.0267 u×931.5MeV/u ＝24.86 MeV
27 13
Al
24He
30 15
P
01n
（人工制造放射性同位素）
30 15
P
30 14
Si
10e
3、重核的裂变：
U 235
92
01n
15461Ba
3962Kr
301n
200.6MeV
在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续 不断地进行下去，这就是链式反应。
高三物理一轮复习学案：第十六章《近代物理》专题四__核能__核的裂变和聚变(人教版)
2012届高三物理一轮复习学案：第十六章《近代物理》专题四 核能 核的裂变和聚变［考点透析］一、本专题考点 核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程、重核裂变、轻核聚变、可控热核反应均为Ⅰ类要求。
二、理解和掌握内容１.核能①核力：质子与质子之间、中子与中子之间、中子与质子之间的一种强相互作用．核力发生作用的距离很短，范围约为2×10-15ｍ，所以每个核子几乎只跟它相邻的核子发生相互作用．②核能：由于核子间存在强大的核力，所以要把原子核拆成一个个核子要提供巨大的能量，同样，当由核子结合成原子核时也要释放巨大的能量．核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的结合能，简称核能．③质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损．但需注意：核反应中质量数是守恒的，要区分原子核的质量与质量数．④质能方程：Ｅ＝ｍＣ2 物体的能量与它的质量成正比,当核反应发生质量亏损时要释放能量,上式可写成:ΔＥ＝ΔｍＣ2. （或写成1μ＝931.5ＭeV ）２.重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂为两个(或几个)中等质量的核的反应过程称为重核的裂变．核裂变发生时，往往是伴随释放大量能量的同时放出几个中子，而这些中子又会引起其它重核的裂变，这样就会形成链式反应．例如Ｕ235的一种裂变反应方程为:原子核非常小，如果铀块的体积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没碰到铀核时就跑到铀块外面去了．能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积．３.轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应叫轻核的聚变．例如氢核的一种聚变反应方程为:聚变反应往往会比裂变反应释放更多的核能，但反应条件却很苛刻，一般要在几百万度的高温下进行，所以聚变反应也称为热核反应.正因为如此，和平利用聚变反应释放的核能还处于研究试验阶段．到目前为止，世界上所有的核电站利用的全是裂变反应释放的核能. ［例题精析］例题1 云室处在磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，一静止的原子核Ａ在云室中发生一次α衰变而变成一质量为Ｍ的新核，同时辐射出一频率为ν的γ光子．已知α粒子的质量为ｍ，电量为ｑ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径为Ｒ，试求衰变前原子核Ａ的质量．（已知普朗克常数为ｈ，不计光子的动量）解析：本题主要考查综合运用力学规律解决微观粒子问题的能力．考查的知识点有：①带电粒子在磁场中的圆周运动问题；②动量守恒定律的应用；③爱因斯坦质能方程．根据题意，Ａ核在衰变过程中释放的核能表现在两个方面：新核及α粒子的动能；另外同时辐射出一个γ光子，这样就会导致衰变过程中发生质量亏损Δｍ．如果算出了Δｍ，问题也就迎刃而解了，为此我们可先计算α粒子和新核的动能．用v 表示衰变后α粒子的速度，根据题意：nXe Sr n U 10136549038102359210++→+nHe H H 10423121+→+R v m Bqv 2= ⑴ 用αE 表示α粒子的动能，则有：221mv E =α ⑵ 由以上两式可解得： mBqR E 2)(2=α ⑶ 用1v 表示剩余核的速度，用M E 表示新核的动能，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因γ光子的动量很小可不予考虑，由动量守恒和动能的定义式可知：mv Mv =1 ⑷ 2121Mv E M =⑸ 由⑶ ⑷ ⑸三式可解得：mBqR M m E M 2)(2⋅= ⑹ 用m ∆表示衰变过程中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程可得： 22222))(()(ch mMc BqR m M c h E E m M ννα++=++=∆ 如果用A M 表示衰变前Ａ核的质量，所以有 2222))((ch mMc BqR m M m M m m M M A ν++++=∆++= 例题２ 太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和氢核、氦核等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是+→+He H e 421142核能，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化理论，若由于聚变反应使太阳中氢核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和氢核组成．⑴为了研究太阳的演化进程，需知道目前太阳的质量Ｍ，已知地球半径Ｒ＝6.4×106ｍ，地球质量ｍ＝6.0×1024kg ，日地中心的距离ｒ＝1.5×1011ｍ，地球表面处的重力加速度ｇ＝10ｍ/ｓ2，１年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量．⑵已知质子质量ｍp ＝1.6726×10-27kg ，He 42核的质量ｍα＝6.6458×10-27kg ，电子质量ｍe ＝0.9×10-30kg ，光速ｃ＝３×10８ｍ/ｓ，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．⑶又已知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒钟通过的太阳辐射能ω＝1.35×10８Ｗ/ｍ２，试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）解析：本题的功能主要考查对物理思想、物理方法的掌握程度，同时也考查了分析能力、运算能力等各方面的素质，涉及到的知识点有：“牛顿运动定律”、“万有引力定律”、“圆周运动”及爱因斯坦“质能方程”等，是一道学科内综合题．⑴估算太阳的质量Ｍ设Ｔ为地球绕太阳运动的周期，则有万有引力定律和牛顿运动定律可知：r T m r Mm G 22)2(π= 地球表面处的重力加速度 2R m Gg = 由以上两式联立解得： gR r T m M 232)2(π= 将题中给出数据代入上式得：Ｍ＝２×1030Kg⑵根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为：ΔＥ＝(4ｍP ＋２ｍe －ｍα)c2 代入数值解得：ΔＥ＝4.2×10-12Ｊ⑶据题中给出的假定，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核反 应的次数为：%104⨯=pm M N 因此太阳在转入红巨星阶段之前总共能辐射出的能量为: Ｅ＝ＮΔＥ设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外辐射的总能量为:Ｅ0＝4πr 2ω 所以，太阳继续保持在主序星的时间为：0E E t = 由以上各式解得： ()ωπα2244241.0r m c m m m M t p e p ⨯-+=将题中所给数据代入，并以年为单位，可得ｔ＝１×1010年＝100亿年．例题３ 原来静止的质量为m 0的原子核Ａ，放出一个α粒子后转变成质量为m 1的原子核Ｂ，该原子核在运动方向上又放出α粒子，而衰变成静止的另一原子核Ｃ．已知α粒子的质量为m α，且假设在全部核反应过程中，没有辐射γ射线，求两个α粒子的动能及最后新核的质量ｍ2．解析：本题的考点主要表现在两个方面，动量守恒定律在微观粒子中的应用；爱因斯坦质能方程．因为原子核Ａ原来处于静止状态，且发生两次α衰变后新核仍处于静止，因此根据动量守恒定律可判断出，先后发生衰变的两个α粒子应具有大小相同、方向相反的动量，因而具有相等的动能．所以只需计算第一个α粒子的动能即可．⑴设发生第一次α衰变后α粒子的速度为v ，Ｂ核的反冲速度为1v ，根据动量守恒有： 11v m v m =α用αE 表示α粒子的动能，用1E 表示Ｂ核的动能，则有： 221mv E =α 211121v m E = 根据题意及爱因斯坦质能方程可得：2101)(c m m m E E αα--=+由以上各式可解得： 12101)(m m c m m m m E +--=ααα ⑵设两次衰变质量总亏损为Δｍ，则根据质能方程有： αE mc 22=∆ 所以： ααααm m m m m m m m m m m m 2)(221101002-+---=-∆-= 思考与拓宽：上题中先后两次α衰变过程中质量亏损相同吗？如果不相同，哪次衰变质量亏损更多一些？［能力提升］Ⅰ知识与技能１．关于原子核能及其变化，下列说法中正确的是（ ）Ａ．核能是原子的核外电子从高能级态向低能级态跃迁时放出的能量Ｂ．使原子核分解为单个核子时一定从外界吸收能量，核子的总质量将增加 Ｃ．使原子核分解为单个核子时一定向外释放核能，核子的总质量将减少Ｄ．以上说法均不对２．关于原子核能及其应用，下列说法中错误的是（ ）Ａ．原子弹是利用聚变反应制造的核武器Ｂ．氢弹是利用热核反应制造的一种核武器Ｃ．实现铀235的链式反应必须使其达到足够的纯度和临界体积Ｄ．太阳内部的进行的核反应是核聚变反应3.我国已经建成的秦川和大亚湾两座核电站利用的是（ ）Ａ．放射性元素衰变放出的能量 Ｂ．人工放射性同位素衰变放出的能量 Ｃ．重核裂变放出的核能 Ｄ．轻核的聚变放出的核能４．关于原子核及核反应，以下说法中正确的是：（ ）Ａ．在原子核中，任意两个核子之间都有核力的作用Ｂ．核聚变时核力表现为引力，核裂变时核力表现为斥力Ｃ．由于核力的作用，使得核子在组成原子核时一定释放能量Ｄ．所有的核变化，都将向外释放核能５．关于重核的裂变和氢核的聚变，下面说法正确的是（ ）Ａ．裂变和聚变过程都有质量亏损，因而都能释放大量核能Ｂ．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加Ｃ．裂变和聚变都需要在极高的温度下进行Ｄ．裂变释放大量核能，聚变需从外界吸收能量６．下面的四个核反应方程中，都有中子释放出来，其中查德威克研究中子的核反应方程是：（ ）Ａ．n P He Al 103015422713+→+ Ｂ．n C He Be 101264294+→+Ｃ．n He H H 10423121+→+ Ｄ．n B He Li 101054273+→+７．一个锂核Li 73受到一个质子的轰击，变成两个α粒子，这一过程的和反应方程式是-______________________，已知一个氢原子的质量是1.6736×10-27Kg ，一个锂原子的质量是11.6505×10-27Kg ，一个氦原子的质量是 6.6466×10-27Kg, 则上述核反应释放的能量为_____________Ｊ（最后结果取两位有效数字）．Ⅱ能力与素质８．静止的镭Ra22686发生α衰变，释放出的α粒子的动能为Ｅ0，假定衰变时能量全部以动能形式释放出去，则衰变过程中总的质量亏损是（ ）Ａ．20c E Ｂ．202c E Ｃ．202224c E Ｄ．20222226cE 9．1956年李政道和扬振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co 6027放射源进行了实验验证．次年李、杨二人为此获得诺贝尔物理奖，Co 6027的衰变方程是：e Az e Ni Co ν++→-016027 其中e ν是反中微子，它的电荷数为零，静止质量可认为是零．⑴Co 6027的核外电子数为_____，上述衰变方程中，衰变产物Ni Az 的质量数A 等于______，核电荷数Z 是________．⑵在衰变前Co 6027核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物NiA z 和e 01-的运动径迹不在一条直线上．如果认为衰变产物只有Ni A z 和e 01- ，那么衰变过程将违背_______守恒定律．10．同学们根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝，地球绕太阳公转的周期、日地间的平均距离、地球表面的温度变化趋势”的问题中，有下列结论：①太阳内部进行着剧烈的热核反应，辐射大量光子，根据2mc E ∆=∆可知太阳质量Ｍ在不断减少②根据2r GMm F =和r mv F 2=可知日、地之间距离ｒ将不断增大，地球环绕速度将减小，环绕周期将增大③根据2rGMm F =和r mv F 2=可知日、地之间距离ｒ将不断减小，地球环绕速度将增大，环绕周期将减小④由于太阳质量Ｍ不断减小，辐射光子的功率将不断减小，辐射到地球表面的热功率也将减小，地球表面的温度将逐渐降低上述结论中正确的是：Ａ．只有① Ｂ．只有 ③ Ｃ．只有①②④ Ｄ．只有③④11．某沿海核电站原子反应堆的功率为104ＫＷ，１ｈ消耗核燃料为8.75ｇ，已知每个铀235裂变时释放出的核能为2×108e Ｖ，煤的燃烧热为3.3×107Ｊ／K ｇ．计算核燃料中铀235所占的百分比，并分析1ｇ铀235全部裂变时释放的能量约等于多少千克煤燃烧所释放的热能．（阿伏伽德罗常数Ｎ0＝6.02×1023个/摩尔）专题四 1．B 2．A 3．C 4．C 5．A 6．B 7 He H Li 4211732→+ 2.8 ×10-12 8．D9．⑴ 27 60 28 ⑵动量 10．C11．［提示］⑴百分比ｎ＝(0.44/8.75)×100％＝５％ ⑵2.5×103K ｇ。
核物理中的核反应和裂变
核物理中的核反应和裂变核物理是研究原子核和核反应的科学分支。
核反应是指原子核发生变化的过程，涉及核粒子的转化和释放能量。
裂变是一种特殊的核反应，指的是重原子核分裂为两个或多个较轻的核片段的过程。
本文将就核物理中的核反应和裂变进行探讨。
一、核反应的基本概念与分类核反应是指在原子核之间发生的过程，包括核粒子的转化和能量的释放。
根据核粒子转化的不同，核反应可分为两类：放射性衰变和核聚变。
放射性衰变是自发性的核反应，指的是一个不稳定核自发地转变为一个或多个稳定或更稳定的核的过程。
放射性衰变常见的类型有α衰变、β衰变和γ射线的放射。
核聚变是两个或多个原子核相互作用，形成一个更大的原子核的过程。
核聚变常见的类型是氢弹中的聚变反应，将氘和氚核融合形成一个氦核，释放出巨大的能量。
二、核裂变的原理与应用核裂变是指重原子核在某些条件下分裂成两个或多个较轻的核片段的过程，伴随着中子的释放。
核裂变的过程中会释放出大量的能量，这也是核能的重要来源之一。
核裂变的原理是通过中子轰击重原子核，使其不稳定并发生裂变。
裂变的原子核通过裂变产生的自由中子，又能继续引发其他的裂变反应，形成“链式反应”。
这种链式反应可以在核反应堆中控制和利用，产生核能，用于发电或其他应用。
核裂变的应用非常广泛。
除了核能发电，核武器中也利用了核裂变的原理。
此外，核裂变还可以用于放射性同位素的生产、多元素合成和科学研究等方面。
三、核反应与核裂变的安全与风险核反应和裂变具有很高的能量释放，也有一定的安全风险。
核能的开发和利用需要遵循严格的安全措施，防止核反应的失控和事故的发生。
核反应堆的设计和运行需要考虑到受控的核反应过程和高度稳定的连锁反应。
对于核武器的开发和控制，也需要国际社会的共同努力，制定严格的条约和协议，防止核武器的扩散和非法使用。
此外，核反应和裂变会产生放射性废料，对环境和人类健康造成一定的威胁。
因此，在核反应和裂变的过程中，需要做好辐射防护和废料处理工作，确保人类和环境的安全。
原子核裂变与核能反应
原子核裂变与核能反应原子核裂变与核能反应是一种重要的物理现象，也是核能利用的基础。
本文将详细介绍原子核裂变和核能反应的概念、历史、应用以及环境影响等方面的内容。
一、概念和历史原子核裂变是指重核分裂成两个中等质量的核片段的过程。
在裂变过程中，释放出大量的能量，这就是核能反应。
核能反应早在二十世纪初就被科学家提出并引起了广泛的研究兴趣。
1938年，德国科学家奥托·汉恩首次观察到铀元素的裂变现象，这一发现标志着人类正式进入核能时代。
二、核能反应的类型核能反应可以分为裂变反应和聚变反应两种类型。
裂变反应是重核裂变成两个质量接近的核片段的过程，同时释放出巨大的能量。
聚变反应则是两个轻核聚合成一个较重的核的过程，同样伴随着能量的释放。
裂变反应是目前工业上广泛应用的一种核能反应形式。
三、核能反应的应用1. 电力发电：核能反应可以用于核电站发电。
核电分为核裂变发电和核聚变发电两种方式，其中核裂变发电是目前主要的一种形式。
通过核反应产生的热量转化为蒸汽，驱动涡轮发电机转动，进而产生电能。
2. 医疗应用：核能反应在医学领域也有广泛的应用。
例如，放射性同位素在肿瘤治疗中的应用，核医学中的放射性示踪技术等，这些都是核能反应在医学领域的重要应用。
3. 工业应用：核能反应可以用于工业材料的放射性检测和杀菌处理等方面。
利用核能反应产生的射线对材料进行检测，可以有效地发现材料中的缺陷和污染。
同时，核辐照也可以用于食品和药品的杀菌处理，有效地延长其保质期。
四、环境影响和安全问题尽管核能反应带来了许多便利和高效的应用，但也需要高度警惕其环境影响和安全问题。
核能反应涉及到放射性材料的使用和储存，若处理不当可能会对环境和人类健康产生严重的威胁。
核能安全问题需要严格的管理和控制，以确保反应过程中不会出现事故和泄漏。
在核能发展的过程中，应该加强对核废料的处理和储存，推动核能发展与环境保护的平衡。
加强核能安全管理，确保核电站的安全运行，是实现可持续发展的重要举措。
重核裂变文档
重核裂变什么是重核裂变重核裂变是一种核反应过程，其中重核原子核被撞击或吸收粒子，然后分裂为两个或更多轻核。
重核裂变是一种高能量释放的过程，常用于核电站的核能发电。
在重核裂变中，通常使用的重核是铀-235和钚-239。
这些重核经过中子撞击后会发生不稳定的裂变，释放出大量的能量和额外的中子。
这些中子可以继续引发其他核裂变，形成所谓的连锁反应。
重核裂变的过程重核裂变一般可以分为以下几个步骤：1.中子吸收和裂变: 当一个中子与重核原子核碰撞时，它会被吸收，使得原子核发生裂变。
裂变会释放出大量的能量和2-3个额外的中子。
2.连锁反应: 释放的额外中子可以继续引发其他重核原子核的裂变。
这将形成一个连锁反应的过程，持续释放大量的能量。
3.热量转化: 释放的能量以热量的形式传递给周围的物质，例如冷却剂或蒸汽。
这种热量转化被用来产生蒸汽，驱动发电机发电。
重核裂变的应用重核裂变是一项重要的技术，广泛应用于核能发电。
核电站利用重核裂变过程来产生热量，然后将其转化为电能。
核能发电具有许多优点，例如可再生性和低碳排放量，但也存在安全性和废物处理的挑战。
除了能源生产，重核裂变还被用于其他一些应用，如核武器和放射性同位素生产。
核武器利用裂变过程来释放大量的能量，造成巨大的破坏。
而放射性同位素生产则用于医学、工业和科学研究等领域。
重核裂变的利与弊重核裂变具有以下几个优点：•高能量密度: 重核裂变释放的能量密度非常高，使其成为一种可靠的能源来源。
•低碳排放: 重核裂变不会产生大量的二氧化碳，对环境的影响相对较小。
•燃料储备: 重核裂变使用的燃料如铀和钚等相对丰富，能够满足长期的能源需求。
然而，重核裂变也存在一些问题：•核废料: 重核裂变会产生放射性废料，处理和储存这些废料是一个长期而复杂的问题。
•核安全: 重核裂变涉及放射性材料和核反应，安全措施的重要性不可忽视。
•核扩散: 重核裂变技术可能被滥用用于核武器开发，核扩散的风险需要得到严格控制。
高三物理核裂变知识点总结
高三物理核裂变知识点总结物理学中，核裂变是指重核分裂成两个或更多轻核的过程。
核裂变是一种放出巨大能量的核反应，广泛应用于能源领域和核武器开发。
在高三物理学习中，核裂变是一个重要的知识点。
本文将对高三物理核裂变的知识点进行总结。
1. 核裂变的定义核裂变是指重核被撞击、吸收中子后发生裂变，分裂成两个或更多质量较小的核的过程。
通常情况下，核裂变也伴随着释放出大量的能量。
2. 核裂变的条件核裂变的发生需要满足一定的条件：- 中子激发：核裂变通常需要一个入射中子来撞击重核，激发核内的原子核。
中子的入射能量必须达到一定的阈值，以确保裂变反应发生。
- 核裂变物质：通常使用富含铀-235或钚-239的核材料进行核裂变反应。
这些物质具有较高的裂变截面，易于发生核裂变反应。
- 联动反应：核裂变反应会释放出2~3个中子，这些中子可以再次撞击其他的重核，引发一系列的联动反应。
3. 能量释放核裂变的重要特点之一是能量释放。
核裂变释放的能量来自于质量损失。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2，质量和能量之间存在着转换关系。
裂变前的重核比裂变后的核少了一部分质量，这部分质量被转换为巨大的能量。
4. 裂变产物核裂变反应产生的裂变产物包括两方面：- 裂变产物核：重核裂变后，会形成两个质量较小的核。
这些裂变产物核通常会带有正电荷，并且具有较高的动能。
- 中子产物：核裂变反应会释放出2~3个中子，这些中子可以被吸收、散射或再次引发其他核反应。
5. 核裂变链式反应核裂变反应通常会引发链式反应。
当一个重核发生裂变时，会产生几个中子。
这些中子可以引发其他重核的裂变，从而产生更多的中子，不断进行下去。
这种连锁反应的特点使得核裂变反应释放出的能量以指数增加的方式增长。
6. 用途核裂变广泛应用于能源领域和核武器开发：- 核能发电：核裂变反应可以用于核能发电。
核电站利用裂变产生的热能转化为电能，为人类提供清洁、高效的能源。
- 核武器：核裂变还可以用于核武器的制造。
重核裂变
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
倒塌的钢架结构建筑物
广岛红十字医院里，一个严重 烧伤的学生仰面躺在一张草席 上。他的五官几乎全被原子弹 爆炸产生的热浪抹掉了。四天 后他死了。
六、核防护
对核袭击的防护大致可分为两大类。
（１）核爆炸瞬时效应防护。
利用工事进行掩蔽 在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即背 向爆心卧倒，可减轻伤害。
（２）放射性沾染防护。
避开在沾染区或高照射量率的地区行动
及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染 人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽 量缩短时间 进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少 放射性物质在人体内的存留
第二部分：核电站
解决能源危机根本途径——核能 可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优 质煤完全燃烧时释放的能量．
三、链式反应
由裂变重核裂变产生的中子 使反应一代接一代继续下去的过 程，叫做核裂变的链式反应．
链式反应使核能的大规模应用成 为可能。
四、链式反应的条件： ①有足够浓度的铀235 ②有足够的慢中子 ③铀块的体积要大于临界体积
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75%
立陶宛 73.1%
比利时 57.7%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47%
世界核能发电占全部电量1/4
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
核电站的优点： ①消耗的“燃料”很少 ②作为核燃料的铀、钍等在地球上的
原子物理重核裂变轻核聚变简介
原子物理重核裂变轻核聚变简介
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应：
①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。
例如：n Kr Ba n U 1089361445610235
923++→+
②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的条件： 临界体积，极高的温度.
③U 235
92裂变时平均每个核子放能约200Mev 能量
1kg U 235
92全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放出能量！ ⑵聚变反应：
①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。
例如： MeV 6.1710423121
++→+n He H H ②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出17.6MeV 的能量，平均每个核子放出的能量3MeV 以上。
比列变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。
③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。
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1994年 全国
量为3.786567×10-25 kg，α粒子的质量为
6.64672×10-27 kg，在这个衰变过程中释放出
8.7×10 -13 来的能量等于
）
J（保留两位二位数字
3. 中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u ，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合为 氘核时释放的能量为 3.7×10 -13 J。 （1989年 全国）
p 12C 13N 6 7 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 2002年广东高考 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e p 15N 12C 7 6
p 12C 13N 6 7 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e p 15N 12C 7 6
科学家们经过定量研究，发现组 成各种元素的核子平均质量不尽相同， 而且已经得出各种元素的核子平均质 量曲线 见教材P74图22-13 针对这个曲线观察一下，并总结：a、谁的平 均质量最小？b、怎样才能获得质量亏损的核 反应？c、哪一类核反应的质亏损比较“快”？ a、Fe的平均质量最小；b、重核裂变；c、 轻核聚变。 结论： 利用核能的两大途径：轻核聚变和重核裂变
解：
m =6.644929×10 -27kg
m p =1.672648×10 -27kg
me=9.11×10-31kg
将六个方程式相加，得到
4p
2 e +2 +
ΔE= mc2 =(4m p– m 2me )c 2 -
代入数字，经计算得到
ΔE=3.95×10-12 J
4.裂变反应是目前利用中常用的反应，以原子核
2000年高考试题
235 92
U
为燃料的反应堆中，当
235 U
235 92
U 俘获一个慢中子后发生的
裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
92 235.0439 1.0087 93.9154 138.9178 反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量（以
介绍
mu 390.3139 1027 kg mBa 234.0016 1027 kg mKr 152.6047 1027 kg mn 1.6749 1027 kg
计算“质量亏损” Δm =(mu + mn)－(mBa + mKr + 3mn)= 0.3578×10－27kg ΔE = ΔmC2 = 201MeV 1kg铀完全裂变，释放的核能为：
核反应堆 浓缩铀制成的铀棒 石墨、重水或普通水，用于减 减速剂： 小中子的速度 控制棒：镉，用于 吸收中子，控制 核反应的快慢。
原子弹： 不可控的核反应
原子弹爆炸时的蘑菇云 “小男孩”（前）和“胖
1.两个中子和两个质子可以结合成一个 氦核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量 是1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反 应的质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
m E N A E M
'
1000 23 8 6.02 10 2.0110 235
5.15 10 eV 8.24 10 J
32 13
对应常规能源：合2.51×106kg（即2510 吨）煤炭燃烧
（2）链式反应：
铀核裂变时放出几个中子，再引 起其他铀核裂变而使裂变反应不断进 行下去称为链式反应。
94 + 01 n→ 38 Sr + 139Xe+ 3 1 n 54 0
原子质量单位u为单位）。已知1u 的质量对应的能量为
9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是 ________________MeV。 1.8 ×102
解：Δm=0.1933u Δ E=931.5×0.1933=1.8 ×102 MeV
5.如下一系列核反应是在恒星内部发生的，
其中p为质子，α为α粒子，e+ 为正电子，ν为一种 中微子。已知质子的质量为mp =1.672648×10 -27kg， α粒子的质量为mα=6.644929×10 -27kg，正电子的质量 为me=9.11×10-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空 中的光速c=3×108 m/s。试计算该系列核反应完成后释 放的能量。
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
2. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，
已知铀核的质量为3.853131×10-25 kg，钍核质
重核 裂变
重核俘获一个中子后分裂为几个中等 质量的核的反应过程. 在裂变的同时 要放出几个中子和大量的核能。
二.重核裂变
-----以铀核的裂变为例
92 36
（1）一种典型的铀核裂变
235 92
3 n U + n→ Ba+ Kr + ____ 200.6MeV
1 0 141 56
1 0
裂变产物不是唯一确定的，有时还会发生 三分裂和四分裂。我国物理学家钱三强、何泽 慧夫妇1946年在巴黎首次发现了铀的三分裂和 四分裂。但是，铀的的三分裂和四分裂概率是 相当小的.
复习: 1、完成下列的核反应方程式：
235 92
U n
1 0
138 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n ( He )
2 1 1 0
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn ( He )
14 7
C e( N )
2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
3、核反应的能量来源分析：
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量 荷质量之间存在着密切的联系. 4.质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 5.质能方程： E＝m c2
ΔE＝ Δm c2
一.利用核能的途径 要质量有亏损，是利用核能的先决条件。 核反应前物质的核子数和反应后的核子数 有什么关系？ 相等 要实现“反应后的质量＜反应前的质量”， 如果我们引进“核子平均质量”，则核反应前 核子平均质量和反应后的核子平均质量有什么 关系？ 较大