2015届一轮课件核反应和核能
第五节 核反应 核能ppt
235 92
U n
1 0
13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n(
2 1 1 0
He )
He )
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn (
14 7
C e( N )
一、核反应： 某种元素的原子核变为另一种元素 的原子核的过程。 1、分类： 衰变、人工核转变、裂变等 2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
例1、质子和中子的发现方程。
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.
二、质能方程
1、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 2 如:经过精确计算表明,氘核（ 1 H ）的质量比 0 1 中子（ 1 n ）和质子（H ）的质量之和小一些。 1 2、质能方程： E＝m c2 ΔE＝ Δm c2 3、证明：1 u = 931.5 MeV 4.核子在结合成原子核时，质量有亏损， 要放出能量。 反之，原子核分解成核子时要吸收能量。
两个中子和两个质子可以结合成一个氦 练习2 、 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
高三物理一轮复习第13章动量光电效应核能第3节核反应和核能
第3节 核反应和核能知识点1 原子核的组成 放射性及放射性同位素 1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电． (2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z )＝元素的原子序数＝核外电子数． ②质量数(A )＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X 元素的原子核的符号为AZ X ，其中A 表示质量数，Z 表示核电荷数． 2．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线． 3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等． (4)防护：防止放射性对人体组织的伤害． 知识点2 原子核的衰变、半衰期 1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化． (2)分类：α衰变：A Z X→A －4Z －2Y ＋42He β衰变：A Z X→ A Z ＋1Y ＋ 0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程： ①α衰变：23892U→23490Th ＋42He ； ②β衰变：23490Th→23491Pa ＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．知识点3 核反应和核能 1．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．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．(3)典型的裂变反应方程：235 92U ＋10n ―→8936Kr ＋144 56Ba ＋310n.(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程． (5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量． (6)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层． 3．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍．②聚变反应比裂变反应更剧烈． ③对环境污染较少．④自然界中聚变反应原料丰富． (3)典型的聚变反应方程：21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV4．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．5．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E ＝mc 2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm ，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE ＝Δmc 2.[核心精讲]1．α衰变、β衰变的比较2.衰变次数的确定方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素AZ X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则表示该核反应的方程为AZ X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m由以上两式联立解得n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组．方法二：因为β衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．3．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言．(2)根据半衰期的概率，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余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，τ表示半衰期．(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．[题组通关]1．(多选)(2014·全国卷Ⅰ)关于天然放射性，下列说法正确的是( ) 【导学号：96622228】A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BCD 自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E 错误．2．(2015·北京高考)实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图1331所示，则( )图1331A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C ．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里D 根据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p .根据qvB ＝mv 2r ，得轨道半径r ＝mv qB ＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里．选项D 正确．3．(1)(多选)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成20882Pb(铅)．以下说法中正确的是( )A ．铅核比钍核少8个质子B ．铅核比钍核少16个中子C ．共经过4次α衰变和6次β衰变D ．共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图1332所示，请估算4 mg 的3215P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图1332【解析】 (1)设α衰变次数为x ，β衰变次数为y ，由质量数守恒和电荷数守恒得 232＝208＋4x 90＝82＋2x －y解得x ＝6，y ＝4，C 错、D 对．铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A 对． 铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B 对．(2)写出衰变方程3015P→3014Si ＋0＋1e ，故这种粒子为0＋1e(正电子)，由m t 图知3215P 的半衰期为14天，由m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ得0．25 mg ＝4 mg×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t14，故t ＝56天．【答案】 (1)ABD (2)正电子 56天 [名师微博] 1．一个区别：静止的原子核在磁场中发生α衰变和β衰变时的轨迹不同，分别为相外切圆和相内切圆．2．两个结论：(1)原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒．(2)每发生一次α衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次β衰变，原子核的质子数增大“1”．[核心精讲]1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工控制147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be→126C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变很难控制21H＋31H→42He＋10n(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向．[题组通关]4．(2015·北京高考)下列核反应方程中，属于α衰变的是( ) 【导学号：96622229】A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1eB α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．5．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致ABE 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有m p v p ＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．6．(1)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )A.238 92U→234 90Th＋42He 是α衰变B.14 7N＋42He→17 8O＋11H 是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋2 0－1e 是重核裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋ 0－1eD.42He＋94Be→12 6C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B中X的质量数和中子数．【解析】(1)A为α衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为β衰变，故A、C正确．(2)①D为查德威克发现中子的核反应方程；B是研究原子弹的基本核反应方程；A是研究氢弹的基本核反应方程．②X的质量数为：(235＋1)－(89＋3)＝144X的质子数为：92－36＝56X的中子数为：144－56＝88.【答案】(1)AC (2)①D B A ②144 88[名师微博]两点提醒：1．核反应方程一定满足质量数守恒和核电荷数守恒．2．在确定生成物是哪种元素时应先由核电荷数守恒确定生成物的核电荷数．[核心精讲]1．对质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE ＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[师生共研]●考向1 对原子核的结合能的理解(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能ABC 原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确；铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E 错误．●考向2 核能的计算钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U *和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核235 92U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u,1 u c 2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能． 【规范解答】 (1)衰变方程为234 94Pu ―→235 92U *＋42He ，235 92U *―→23592U ＋γ.或两式合并为239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋γ.(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α，由质能方程得ΔE ＝Δmc 2由能量守恒得ΔE ＝E kU ＋E kα＋E γ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U 和v α，则由动量守恒定律得m U v U ＝m αv α 又E kU ＝12m U v 2U ，E kα＝12m αv 2α联立解得E α＝m Um U ＋m α[(m Pu －m U ＋m α)c 2－E γ]，代入题给数据得E α＝5.034 MeV. 【答案】 (1)23994Pu ―→23592U ＋42He ＋γ (2)5.034 MeV核能求解的思路方法1．应用质能方程解题的流程图： 书写核反 应方程→计算质量 亏损Δm →利用ΔE ＝Δmc 2计算释放的核能2．在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．3．核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．[题组通关]7．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，核反应方程为42He＋42He→84Be ＋γ.以下说法正确的是( )A．该核反应为裂变反应B．热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的B 该核反应为聚变反应，故A错误；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不一定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子，例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误．8．(2014·北京高考)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2C 由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确．。
高考物理一轮复习教学最新精品课件第31讲 核反应、核能
教材知识梳理
【思维辨析】 (1)天然放射现象说明原子是可分的. ( × ) (2)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的. ( × ) (3)如果某放射性元素的原子核有 100 个,经过一个半衰期后还剩 50 个. ( × ) (4)质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量. ( × )
后的总质量一般会发生变化.
考点互动探究
例 1 [2017· 天津卷] 我国自主研发制造的国际热核 聚变核心部件在国际上率 先通过权威机构认证,这是 我国对国际热核聚变项目 的重大贡献.下列核反应方 程中属于聚变反应的是 (
2 3 4 1 A．1H＋1H―→2He＋0n 14 4 17 1 B． 7N＋2He―→ 8O＋1H 4 27 30 1 C．2He＋13Al―→15P＋0n 235 1 144 89 1 D． 92U＋0n―→ 56Ba＋36Kr＋30n
2 Δ mc 是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=
教材知识梳理
三、裂变与聚变 1．重核裂变 (1)定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原 子核的过程. (2)链式反应条件:裂变物质的体积 大于或等于 临界体积. (3)典型的裂变方程:
235 1 136 90 1 92 U＋0n―→ 54 Xe＋38Sr＋________0n.
10
(4)裂变的应用:原子弹、核反应堆.
教材知识梳理
2．轻核聚变 (1)定义:两个轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程. (2)条件:使核发生聚变需要几百万度以上的高温,因此聚变又叫 热核反应 (3)典型的聚变方程:
4 2 3 1 He 2 ＋0n. 1H＋1H―→________
.
(4)聚变的应用:氢弹.
高考物理一轮复习课件：第十三章 第4课时 原子核 核反应与核能(人教版)
第4课时
2．原子核 (1)原子核的组成 ①原子核由中子和 质子 组成，质子和中子统称为 核子 ． ②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝ 中子数
本 讲 栏 目 开 关
＋质子数 ． 质量数 ，Z 表示 ③X 元素原子核的符号为A Z X，其中 A 表示
核电荷数 ．
(2)同位素：具有相同 质子数 、不同 中子数 的原子，因为在 元素周期表中的位置相同,同位素具有相同的化学性质．
第4课时
[知识梳理] 1．天然放射现象 (1)天然放射现象 元素 自发 地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天 然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构． (2)放射性和放射性元素 物质发射某种看不见的射线的性质叫 放射性 ． 具有放射性的元素叫 放射性元素．
本 讲 栏 目 开 关
基础再现·深度思考
27 4 30 1 A1 ＋ He → P ＋ 13 2 15 0n ________ _______.
30 30 0 P → Si ＋ ＋ 15 14 1e.
基础再现·深度思考
3．核裂变和核聚变 (1)重核裂变
第4课时
重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过程．如：
235 1 144 89 1 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋ 3 0n.
基础再现·深度思考
第4课时
2．原子核的人工转变 用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 典型核反应： (1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：
9 4 12 1 Be ＋ He → C ＋ 4 2 6 0n.
14 4 17 1 7N＋2He→ 8O＋1H
本 讲 栏 目 开 关
.
(2)查德威克发现中子的核反应方程为： (3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：
核能(PPT课件(初中科学)15张)
2、核聚变 （轻核聚变） 是使2个质量较小的原子核在超高温的条件 下结合成较大的新核，并释放能量的过程。
热核反应 聚变需要很高的温度，所以也叫 热核反应
热核反应一旦产生，就不再需要外界给它能 量，依靠自身产生的热就使核反应继续下去。
核聚变的例子： 氢弹，它的威力比原子弹大得多 我国第一颗氢弹爆炸时的情景。
能穿透几厘米厚的铅板 和几十厘米厚的混凝土
2、过量的辐射对人体和动物的组织都有破坏作用。
人体受到放射性污染，轻者头晕、疲乏、脱 发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少； 而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、 甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因 突变和染色体畸变。
因此，在使用放射性物质时，必须注意安全， 也要防止放射性物质空气、水、生活用品等 的污染。
3、如果较少的量， 并谨慎地加以控制， 射线也可以为人类 服务。
放射性物质的标志
医疗上利用γ 射线治疗癌症。
浙江省秦山核电站
四、放射线
1、原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性 物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出
肉眼看不见的、能量很高的射线。
如α射线、β射线、γ射线。
射线 实质
运行距离
α
带正电的高速运动 的氦原子核流
在空气中只能前进几厘米
β
带负电的高速运动 的电子流
能穿透几厘米厚的铝板
γ
能量很高的电磁波
第7节 核能
一、核 能
原子核产生改变时所产生的能量
1、原子是由什么组成？ 2、原子核是由什么组成？
质子
原子核
中子
核外电子
二、获得核能有两种途径：
1、核裂变 质量较大的原子核在中子轰击下分裂 （重核裂变）成2个新原子核，并释放能量的过程
核能与核反应原子核的变化与能量释放
核能与核反应原子核的变化与能量释放核能与核反应：原子核的变化与能量释放核能是指原子核内部存在的结合能，是一种非常强大的能量形式。
通过核反应，原子核可以发生变化并释放能量。
本文将探讨核能的来源、核反应的原理、不同类型的核反应以及核能的利用。
一、核能的来源核能的来源主要有两个方面：核裂变和核聚变。
1. 核裂变是指重核原子核经过人为干涉或自然发生的过程，将原子核分裂成两个较小的核。
核裂变过程常见于重核（如铀、钚）与中子相互作用时发生。
裂变反应释放出大量能量，并产生两个新的核，同时释放出2-3个中子，这些中子可再进一步引发其他核裂变反应。
2. 核聚变是轻核原子核融合成较重的核的过程。
聚变反应主要发生在太阳等恒星内部，并且需要高温和高压的环境。
在聚变过程中，轻核相互融合形成重核，同时也会释放出巨大的能量。
二、核反应的原理核反应是指原子核之间发生的各种变化。
核反应中，原子核的质量和能量发生变化，并产生新的原子核和能量释放。
核反应的发生需要满足两个条件：质量守恒和能量守恒。
1. 质量守恒是指核反应发生前后所涉及的质量总和保持不变。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量与能量是相互转化的。
核反应中发生的能量释放，正是来自原子核质量的微小损失。
2. 能量守恒是指核反应前后所涉及的能量总和保持不变。
核反应中，部分原子核的结合能被释放出来，转化为巨大的能量。
三、不同类型的核反应核反应可分为两类：放射性衰变和核反应堆中的反应。
1. 放射性衰变是指具有不稳定核的原子核，通过自发放射粒子（如α粒子、β粒子）或电磁辐射（如γ射线）的过程，达到更稳定的状态。
放射性衰变是自然界中常见的核反应形式，如放射性同位素的衰变过程。
2. 核反应堆中的反应是指通过人工设计和控制，将核裂变或核聚变过程用于能量的释放和利用。
核反应堆内部控制链式反应的发生，从而实现能量的连续产生。
目前常见的核反应堆有核裂变反应堆和核聚变反应堆。
四、核能的利用核能的利用主要有两个方面：和平利用和军事利用。
高考物理一轮复习课件：第十三章 第3讲 核反应和核能
【解析】
β 衰变时释放出电子(－0 1e)，α 衰变时释放出
4 氦原子核(2 He)，可知选项 B、D 错误；选项 A 中一个氚核
和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核 聚变反应； 选项 C 中一个 U 235 原子核吸收一个中子， 生成 一个 Ba 原子核和一个 Kr 原子核并释放出三个中子是核裂 变反应．
(1)234 90Th 是不稳定的，能自发的发生衰变． 234 234 ①完成234 Th 衰变反应方程 Th → 90 90 91Pa＋________. 222 ②234 经过________次 α 衰变， ________ 90Th 衰变为 86Rn， 次 β 衰变． (2)1919 年，卢瑟福用 α 粒子轰击氮核发现质子．科学 研究表明其核反应过程是：α 粒子轰击静止的氮核后形成了 不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设 α 粒 子质量为 m1， 初速度为 v 0， 氮核质量为 m2， 质子质量为 m0， 氧核的质量为 m3，不考虑相对论效应． ①α 粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度 为多大？ ②求此过程中释放的核能．
【答案】 (1)①－0 ②3 1e 2 m1v 0 (2)①v ＝ ②(m1＋m2－m0－m3)c2 m1＋m2
(1)________是发现中子的核反应方程，________是研 究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本 核反应方程． (2)求 B 中 X 的质量数和中子数．
【解析】
(1)人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核
与常见元素的原子核．箭头的右边也是常见元素的原子
核．D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应， 是研究原子弹的核反应方程．A是聚变反应，是研究氢弹的 核反应方程． (2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144
高考物理一轮复习 第13章 第3讲 核反应和核能固考基教
第3讲核反应和核能关于天然放射现象的理解三种射线的基本特征α衰变和β衰变的规律半衰期的相关计算基本公式应用核反应方程的书写质量数守恒、电荷数守恒核能核能的理解核能的相关计算天然放射现象和衰变1．天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．2．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类Z－2Y＋42Heα衰变：A Z X→A4－1eZ＋1Y＋0β衰变：A Z X→A(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．核反应和核能1．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．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．3．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.1．(多选)(2014·甘肃省五市联考)关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是( )A．核反应堆发生的是轻核聚变反应B．核反应堆发生的是重核裂变反应C ．放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关D ．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关【解析】 核反应堆发生的是重核裂变反应，选项A 错误，B 正确；放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关，选项C 正确，D 错误．【答案】 BC2．(多选)“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风，下列有关原子弹和氢弹的说法正确的是( )A ．原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式 21H ＋31H→42He ＋10nB ．原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式235 92U ＋10n→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010nC ．氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式21H ＋31H→42He ＋10nD ．氢弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式235 92 U ＋10n→9038Sr ＋135 54Xe ＋1010n【解析】 本题考查的是对原子弹和氢弹的原理的认识，原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式235 92U ＋10n→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ；氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式21H ＋31H→42He ＋10n ；B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】 BC3．(2013·江苏四校联考)238 92U 发生衰变有多种可能性．其中的一种可能是238 92U 先衰变成210 83Bi ，再经一次衰变变成210 aX(X 代表某种元素)，或再经一次衰变变成b 81Ti ，210 aX 和b 81Ti 最后都衰变成206 82Pb ，衰变路径如图所示，则由图可知：①②③④四个过程中________是α衰变；________是β衰变．238 92U210 83Bi ――→① 210 aX ――→ ③206 82Pb ――→② b 81Ti ――→ ④【解析】 ②③放出的粒子质量数减少4，是α衰变；①④放出的粒子质量数不变，是β衰变．【答案】 ②③ ①④4．放射性同位素C 被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的14 6C ，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年．试写出此核反应方程．(2)若测得一古生物遗骸中的14 6C 含量只有活体中的25%，则此遗骸距今约有多少年？【解析】 (1)核反应方程： 14 7N ＋10n→14 6C ＋1H 14 6C→14 7N ＋01e(2)活体中的14 6C 含量不变，生物死亡后，遗骸中的14 6C 按其半衰期变化，设活体中14 6C 的含量为N0，遗骸中的14 6C 含量为N ，由半衰期的定义得：N ＝(12)t τN0即(0.2512)t τ所以t τ＝“2”t＝2T ＝11 460年． 【答案】 (1)见解析 (2)11 460年衰变和半衰期衰变类型α衰变 β衰变 衰变方程A Z X→A 4Z －2Y ＋42He AZX→ A Z ＋1Y ＋ 0－1e 衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体抛射出 中子转化为质子和电子 211H ＋210n→42He 10n→1H ＋ 0－1e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒(1)根据半衰期的概念，可总结出公式N 余＝N 原(12)t/τ，m 余＝m 原(12)t/τ 式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．(2013·上海高考)在一个238 92U 原子核衰变为一个206 82Pb 原子核的过程中，发生β衰变的次数为( )A ．6次B ．10次C ．22次D ．32次【审题指导】 在发生核反应时，质量数守恒，电荷数守恒．【解析】 一个238 92U 原子核衰变为一个206 82Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A 正确．【答案】 A【迁移应用】1．(多选)关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的C ．在 α、β、 γ这三种射线中， γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核( 238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变【答案】 BC核反应方程的书写类型可控性 核反应方程典例 衰变α衰变 自发 238 92U→234 90Th ＋42He β衰变 自发 234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1e人工 控制 14 7N ＋42He→17 8O ＋1H (卢瑟福发现质子)人工转变42He＋94Be→126C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n 约里奥—居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n轻核聚变23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n目前无法控制21H＋31H→42He＋10n(2013·新课标全国卷Ⅰ)一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应：p＋2713Al→X＋n式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为__________，中子数为________．【审题指导】根据核反应前后电荷数和质量数守恒确定新核X的质子数和中子数．【解析】p为1H，n为10n，则Z A X中A＝1＋13－0＝14，Z＝27＋1－1＝27，则中子数为Z－A＝27－14＝13.【答案】14 13错误!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.【迁移应用】2．现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.23592U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋0－1eD.42He＋94Be→126C＋10n(1)________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．(2)求B中X的质量数和中子数．【解析】 (1)人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核．箭头的右边也是常见元素的原子核．D 是查德威克发现中子的核反应方程，B 是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程．A 是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程．(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88.【答案】 (1)D B A(2)质量数为144，中子数为88 核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积．(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．2．核能的计算方法(1)应用ΔE＝Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm 的单位1 u ＝1.66×10－27 kg,1 u 相当于931.5 MeV 的能量，u 是原子质量单位．(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．(2013·济南外国语学校模拟)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少？(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年．(太阳质量M ＝2×1030 kg，mp ＝1.007 3 u ，mHe ＝4.001 5 u ，me ＝0.000 55 u)【解析】 (1) 411H→42He ＋201e.(2)Δm＝4×1.007 3 u－(4.001 5＋2×0.000 55) u＝0.026 6 uΔE＝Δmc2＝0.026 6×931.5 MeV＝24.78 MeV ＝4×10－12 J.(3)太阳每秒钟释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒钟减少的质量为Δm＝ΔE c2＝3.8×10263×1082kg ＝0.4×1010 kg. (4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t ＝ΔM Δm ＝2×1030×3×10－40.4×1010s ＝15×1016 s＝5×109(年) 【答案】 (1)见解析 (2)4×10－12 J (3)0.4×1010 kg(4)5×109年【迁移应用】3．为确定爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.60 MeV 的质子轰击静止的锂核73Li ，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19.9MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取mp＝1.007 3u、mα＝4.001 5u、mLi＝7.016 0u，求：(1)写出该反应方程．(2)通过计算说明ΔE＝Δmc2正确．(1u＝1.660 6×10－27 kg)【解析】(1)核反应方程为：73Li＋1H→242He.(2)核反应的质量亏损：Δm＝mLi＋mp－2mα＝7.016 0u＋1.007 3u－2×4.001 5u＝0.020 3u 由质能方程可得与质量亏损相当的能量：ΔE＝Δmc2＝0.020 3×931 MeV＝18.9 MeV而系统增加的能量：ΔE′＝E2－E1＝19.3 MeV这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以ΔE＝Δmc2正确．【答案】(1)73Li＋1H→242He (2)见解析。
第十五章第3单元天然放射现象、核反应、核能ppt
3．结合能 (1)结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时所 需的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时 所需的能量． (2)比结合能：原子核的 结合能 与 核子数之比，也叫平均结
合能．比结合能越大，表示原子核核子结合得越牢固，
原子核越 稳定 ． 4．质量亏损
2 (1)爱因斯坦质能方程： E＝mc .
(
)
[思路点拨]
只要写出此核反应的核反应方程式便可得
出正确答案．
1 4 0 [解析] 其核反应方程为 A X ＋ n ―→ 2 He ＋ e， Z 0 2 -1
由核反应方程的质量数守恒和电荷数解得A＝7，Z＝3.
[答案] A
核能的产生和计算 1.获得核能的途径 (1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量
3．熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很快 写出正确的核反应方程．
234 4 (1)衰变：例：①238 U ―→ Th ＋ 92 90 2He 234 0 ②234 90Th―→ 91Pa＋－1e 4 17 1 (2)人工转变：例：①14 7N＋2He―→ 8O＋1H 4 12 1 ②9 4Be＋2He―→ 6C＋0n 1 136 90 1 (3)重核裂变：例：①235 U ＋ n ―→ Xe ＋ Sr ＋ 10 92 0 54 38 0n 1 141 92 1 ②235 92U＋0n―→ 56Ba＋36Kr＋30n 2 3 4 (4)轻核聚变：例：1 H＋1 H―→2 He＋1 0n
解析：β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质 子时所产生的，A错误；玻尔的基本假设是轨道、速度、 能量都是量子化的，B正确；半衰期由原子核的内部因 素决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关， C错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢 固，原子核越稳定，D错误． 答案： B
核反应和核能 PPT课件
（3）衰变是原子核自发地放出α粒子或β粒子的反应，C是β 衰变，D是α衰变，E是人工控制的原子核的变化，属人工 转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的 反应，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量的核的 反应，A是聚变. 答案：（1）E A、B （2）140 86 （3）见解析
（4）核反应方程遵循的规律 ①质量数守恒. ②电荷数守恒.
3.核能 （1）核力：核子间的作用力.其特点为短程强引力：作用范围 为 2.0×10-15 m，只在相邻的核子间发生作用. （2）核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核 子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能. （3）质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程 E= mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的 质量和要小 Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能 ΔE=Δmc2.
第三单元 核反应 核能
基础整合
1.原子核的组成 （1）原子核由质子和中子组成. （2）具有相同的质子数、不同的中子数的原子互称为同位
素，同位素具有相同的化学性质. （3）物质发射射线的性质称为放射性，放射性元素自发地
放出射线的现象叫做天然放射现象.
2.核反应 （1）衰变射线，其射线的本质和性质如下表：
答案：A.
【例 4】 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有原来静止的铀核
238 U92 和 234 90Th，由于发生衰变而使生成物做匀速圆周运动. （1）试画出铀 238 发生 α 衰变时产生 α 粒子及新核的运动 轨迹示意图和钍 234 发生 β 衰变时产生 β 粒子及新核的运动 轨迹示意图.
（2）若铀核的质量为 M，α 粒子的质量为 m，α 粒子带的电荷量 为 q，测得 α 粒子做圆周运动的轨道半径为 R，反应过程中释放
核能和核反应
(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越 大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
4．质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程是E＝mc2。原子核的质量必然比组成它的 核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损。由质量亏损可求出 核反应中释放的核能ΔE＝Δmc2。
C．核衰变中，γ光子是衰变后转变的新核辐射的 D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核 时一定吸收核能
9．(2018·全国卷Ⅲ)1934 年，约里奥－居里夫妇用 α 粒
子轰击铝核1237Al，产生了第一个人工放射性元素 X：α＋2173 Al→n＋X。X 的原子序数和质数分别为( )
(2017·全国卷Ⅰ)大科学工程“人造太阳”主要是将氘
核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：21H ＋21H→32He＋10n。已知21H 的质量为 2.0136 u，32He 的质量为 3.0150 u，10n 的质量为 1.0087 u,1 u＝931 MeV/c2。氘核聚变 反应中释放的核能约为( B )
二、重核裂变和轻核聚变 1．重核裂变 (1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几 个质量数较小的原子核的过程。 (2)特点 ①裂变过程中释放出巨大能量。 ②裂变的同时能够释放出2～3(或更多)个中子。 ③裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和 四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小。 (3)典型的裂变反应方程
核能和核反应
一、核力和核能
1．核力 (1)定义：原子核内部核子间特有的相互作用力。 (2)核力的特点 ①是强相互作用的一种表现；
②是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内； ③每个核子只跟相邻的核子发生核力作用。
核反应与核能原子核的能量释放
核反应与核能原子核的能量释放核反应是指原子核中发生的变化或重组的过程，其中一个重要的方面是核能的释放。
通过核反应，原子核中的能量可以被释放出来，进而用于各种实际应用，包括发电、医疗和工业等领域。
本文将重点探讨核反应与原子核能量释放的相关内容。
一、核反应的基本概念核反应是指原子核中的粒子（如质子和中子）发生变化或重组的过程。
核反应可以分为两种类型：裂变和聚变。
裂变是指重原子核（如铀或钚）被撞击或吸收中子后，分裂成两个或多个更轻的核的过程。
聚变则是轻原子核（如氢或氚）在高温和高压下融合成更重的核的过程。
二、核能的释放核能的释放是核反应的重要结果，它是指核反应中原子核内部的能量被释放出来。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量和能量之间存在着等价转化的关系。
核反应中，原子核质量的微小变化可以导致巨大的能量释放。
核能的释放通常有两种方式：裂变和聚变。
在裂变过程中，重原子核的分裂会释放出大量的能量。
例如，铀-235核裂变时可以释放出巨大的能量，这种能量在核电站中被用于产生蒸汽驱动涡轮机发电。
在聚变过程中，轻原子核的融合会释放出更大的能量。
太阳和其他恒星的核反应就是通过聚变来提供持续而强大的能量。
三、核能的应用核能的释放具有巨大的潜力，可以用于各种实际应用。
以下是几个主要的应用领域：1. 核能发电：核能发电是利用核能转化为电能的过程。
核反应的能量可以通过核电站中的核反应堆来产生蒸汽，进而驱动涡轮机发电。
核能发电以其高效率和低碳排放的特点，为解决能源问题提供了一个可持续发展的选择。
2. 核医学：核能在医学领域有广泛应用。
例如，放射性同位素被用于放射性示踪、放射治疗和放射性诊断等方面。
核医学技术的发展不仅提高了医学诊断和治疗的精确性，也为疾病的早期发现和治疗提供了有效手段。
3. 工业应用：核能还可以用于工业领域的材料检测、干燥和消毒等方面。
例如，放射性同位素可以用于无损检测，这在工业生产中起到了重要的作用。
核能与核反应
核能与核反应核能是一种强大而神秘的能源形式，其与核反应密不可分。
核反应是指核能在核物质中发生的一系列反应，包括核裂变和核聚变。
在本文中，将探讨核能与核反应的原理、应用以及对环境和人类社会的影响。
一、核能的原理核能是由原子核的结构和变化引起的能量形式。
原子核由质子和中子组成，而核能则来源于核的稳定性和变化过程。
核稳定的原子核的能量比非稳定的原子核低，因此当非稳定原子核发生变化时，会释放能量，这就是核能的来源。
核反应是核能释放的过程。
核反应可分为核裂变和核聚变。
核裂变是指重核（通常是铀和钚）在中子轰击下分裂成两个或更多较轻的核片段的过程，并释放大量能量。
裂变过程中产生的中子可继续引发其他核裂变反应，形成链式反应。
核聚变是指两个轻核（通常是氘和氚）在高温和高压条件下相互碰撞，合并成一个更重的核的过程，并释放大量的能量。
聚变过程是太阳和恒星的主要能源来源。
二、核能的应用核能作为一种高效、清洁的能源形式，被广泛应用于多个领域。
1. 电力生产核能发电是核能应用最为广泛的领域之一。
核电站通过核裂变反应产生的热能转化为蒸汽，驱动涡轮发电机发电。
核电站具有功率稳定、运行可靠、无碳排放等优点，被认为是应对能源需求和气候变化的重要手段。
2. 医学核能在医学领域有重要应用。
放射性同位素广泛应用于诊断和治疗，如放射性核素用于放射性示踪、放射性治疗用于肿瘤治疗等。
3. 工业核能在工业生产中也有应用，例如辐射技术的利用可以进行杀菌和杀虫等。
三、核能与环境尽管核能具有高能量密度和低碳排放的优点，但与其他能源形式相比，核能仍然存在环境和安全风险。
核废料的处理和储存是一个重要问题，核反应过程中产生的放射性物质对环境和人类健康有一定风险。
四、核能与社会核能的发展与社会发展密不可分。
核能技术的应用和发展对国家的能源安全和经济发展具有重要影响。
另一方面，核能也引起了公众的担忧和争议，核能事故的发生对社会造成了巨大的影响。
因此，有效的核能政策和安全措施对于核能的可持续发展至关重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课 时 作 业
Z＝27＋1－1＝27，则中子数为 Z－A＝27－14＝13.
【答案】 14 13
菜 单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
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.,
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
3 4 1 应方程式2 H ＋ H → He ＋ 1 1 2 0n；B、C 正确，A、D 错误．
【答案】 BC
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
3．(2013· 江苏四校联考)238 92U 发生衰变有多种可能性．其
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
【答案】 BC
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
2．(多选)“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了 中国人的威风， 下列有关原子弹和氢弹的说法正确的是(
固 考 基. 教 材 梳 理
)
A．原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式 2 1H
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
明 考 向 . 两 级 集 训
第 3 讲 核反应和核能
析 考 点. 重 难 突 破 课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
(1)________是发现中子的核反应方程，________是研究 原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反 应方程． (2)求 B 中 X 的质量数和中子数．
A β 衰变：A Z X→Z＋1Y＋
－1
0
e
(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的 时间． 半衰期由原子核内部的因素决定， 跟原子所处的 物理 、
课 时 作 业
化学状态无关．
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
核反应和核能 1．核反应 在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新
固 考 基. 教 材 梳 理
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
天然放射现象和衰变 1．天然放射现象
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
(1)天然放射现象 元素 自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天 然放射现象的发现，说明 原子核 具有复杂的结构．
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
C． 放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定， 与 外部条件无关 D． 放射性同位素的半衰期长短与地震、 风力等外部环境 有关
菜 单
课 时 作 业
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
【解析】 核反应堆发生的是重核裂变反应，选项 A 错 误，B 正确；放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决 定，与外部条件无关，选项 C 正确，D 错误．
4 1 ＋3 H → He ＋ 1 2 0n
B． 原子弹是根据重核的裂变原理， 基本核反应方程式235 92
90 136 1 U＋1 n → Sr ＋ Xe ＋ 10 0 38 54 0n
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
3 C．氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式2 H ＋ 1 1 1 H→4 2He ＋0n
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
4． 放射性同位素 C 被考古学家称为“碳钟”， 它可以用
固 考 基. 教 材 梳 理
来判定古生物体的年代，此项研究获得 1960 年诺贝尔化学 奖． (1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会 形成很不稳定的14 6C，它很容易发生衰变，放出 β 射线变成一
210 210 中的一种可能是238 U 先衰变成 Bi ， 再经一次衰变变成 92 83 a X(X 210 b 代表某种元素)，或再经一次衰变变成b Ti ， X 和 81 a 81Ti 最后都
明 考 向 . 两 级 集 训
衰变成206 82Pb ，衰变路径如图所示，则由图可知：①②③④四
析 考 点. 重 难 突 破
式中 p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新 核．由反应式可知，新核 X 的质子数为__________，中子数 为________．
【审题指导】 根据核反应前后电荷数和质量数守恒确
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
定新核 X 的质子数和中子数．
1 Z 【解析】 p 为1 H ， n 为 n ，则 1 0 AX 中 A＝1＋13－0＝14，
238 206 U) 衰变为铅核 ( 92 82Pb)的过程中，要经过
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
8次
课 时 作 业
α 衰变和 10 次 β 衰变
【答案】 BC
菜 单
高三一轮总复习· 物理
核反应方程的书写
固 考 基. 教 材 梳 理
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
个过程中________是 α 衰变；________是 β 衰变．
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
【解析】 ②③放出的粒子质量数减少 4，是 α 衰变； ①④放出的粒子质量数不变，是 β 衰变．
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
【答案】 ②③ ①④
明 考 向 . 两 级 集 训
原子核 的过程．在核反应中， 质量数 守恒，电荷数守恒．
析 考 点. 重 难 突 破
2．核能 核子结合为原子核时 释放 的能量或原子核分解为核子 时 吸收 的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
3．质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程 E＝ mc2 ，原子核的质量必然比组成 它的核子的质量和要小 Δm， 这就是质量亏损．由质量亏损可
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
2.对半衰期的理解 (1)根据半衰期的概念，可总结出公式
固 考 基. 教 材 梳 理
1 t/τ 1 t/ τ N 余＝N 原( ) ，m 余＝m 原( ) 2 2 式中 N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质 量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子
课 时 作 业
D． 氢弹是根据重核的裂变原理， 基本核反应方程式235 92 U
90 135 1 ＋1 n → Sr ＋ Xe ＋ 10 0 38 54 0n
菜 单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
【解析】 本题考查的是对原子弹和氢弹的原理的认识，
1 原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式235 92 U ＋ 0 136 1 n→90 Sr ＋ Xe ＋ 10 38 54 0n；氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
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.
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
【迁移应用】 2．现有四个核反应：
固 考 基. 教 材 梳 理
3 4 1 A.2 H ＋ H → He ＋ 1 1 2 0n 1 89 1 B.235 U ＋ n → X ＋ Kr ＋ 3 92 0 36 0n 24 0 C.11 Na→24 12Mg＋－1e 9 12 1 D.4 He ＋ Be → C ＋ 2 4 6 0n
【答案】 (1)见解析 (2)11 460 年
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
衰变和半衰期
1.原子核衰变规律 α 衰变 β 衰变 A A－4 4 A 0 X → Y ＋ He A X → Y ＋ －1e Z Z－ 2 2 Z Z＋1 2 个质子和 2 个中子 中子转化为质子 结合成一个整体抛 衰变实质 和电子 射出 1 4 1 1 0 21 H ＋ 2 n → He n → H ＋ － 1 0 2 0 1 1e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 衰变类型 衰变方程
明 考 向 . 两 级 集 训
析 考 点. 重 难 突 破
2 求出释放的核能 ΔE＝ Δmc .
课 时 作 业
菜
单
高三一轮总复习· 物理
固 考 基. 教 材 梳 理
1．(多选)(2014· 甘肃省五市联考)关于核电站和核辐射， 下列说法中正确的是( )
A．核反应堆发生的是轻核聚变反应 B．核反应堆发生的是重核裂变反应
14 14 6C→ 7N
＋0 1e
14 (2)活体中的14 C 含量不变，生物死亡后，遗骸中的 6 6C 按 14 其半衰期变化，设活体中14 6C 的含量为 N0，遗骸中的 6C 含量