2017核反应总结
核反应高三知识点
核反应高三知识点核反应是高三物理学习中的重要知识点之一,它涉及到核能的释放和利用。
本文将从核反应的基本概念、核反应的种类、核反应的应用以及核能的前景等方面进行探讨。
一、核反应的基本概念核反应是指原子核之间发生的各种变化的过程。
原子核是由质子和中子组成的,而核反应是通过改变原子核的质子和中子的数量和排列方式来实现的。
核反应可以使原子核变得更加稳定,或者释放出大量的能量。
二、核反应的种类1. 裂变反应裂变反应是指重核的原子核分裂成两个或更多的轻核的反应。
这种反应通常伴随着大量的能量释放,是核反应中能量产生最为显著的方式之一。
裂变反应广泛应用于核能的产生和核武器的制造。
2. 聚变反应聚变反应是指两个轻核的原子核相互融合成为一个更重的原子核的反应。
在聚变反应中,通常伴随着巨大的能量释放,是太阳等恒星中能量产生的主要方式。
然而,目前聚变反应在地球上的应用还面临很大的挑战。
三、核反应的应用1. 核能发电核能发电是利用核反应释放的能量来产生电力的过程。
核能发电具有能源稳定、环境友好等优势,能够满足大规模电力需求。
然而,核能的开发利用需要高度的安全措施和严格的辐射监测,以确保公众的安全。
2. 放射性同位素应用核反应还可以用于生产放射性同位素,这些同位素在医学、工业和科研领域有着广泛的应用。
例如,放射性同位素可以用于癌症治疗、无损检测以及放射性示踪等方面。
3. 核武器制造核反应的裂变反应部分由于能够释放巨大的能量,被应用于核武器制造。
然而,核武器的使用会造成无法估量的人员伤亡和环境污染,因此国际社会普遍呼吁全面禁止核武器。
四、核能的前景核能作为一种清洁高效的能源形式,具有巨大的潜力。
当前,许多国家正在加大核能的研发和应用力度,致力于提高核能的安全性、减少核废料的产生以及推动聚变能的实现。
未来,核能有望成为替代传统化石能源的重要选择。
结语:核反应是高三物理学习中的重要知识点,涉及到核能的释放和利用。
通过了解核反应的基本概念、种类、应用以及核能的前景,我们可以更好地理解和应用核反应的知识。
核物理核反应知识点总结
核物理核反应知识点总结核物理是研究原子核和其中发生的各种核反应过程的学科。
核反应是指原子核之间的相互作用或核与其他粒子的相互作用过程。
核反应在能源生产、医学应用以及基础科学研究等方面有着重要的应用价值。
下面将对核物理核反应的基本概念和相关知识点进行总结。
一、核反应的定义与分类1. 核反应的定义:核反应是指两个或多个原子核之间发生的相互作用,产生新的核种或粒子的过程。
核反应可分为裂变、聚变和放射性衰变三种类型。
2. 核裂变:核裂变是指重核在吸收中子或其他粒子后,变为两个或多个轻核的过程。
核裂变是利用铀等放射性核素进行的,产生大量的能量,被广泛应用于核电厂等能源领域。
3. 核聚变:核聚变是指两个或多个轻核融合成较重的核的过程。
核聚变是太阳和恒星等能量来源,但目前尚未实现有效的人工控制。
4. 放射性衰变:放射性衰变是指放射性核素自发地释放辐射粒子,由不稳定的原子核变为稳定核的过程。
常见的放射性衰变类型包括α衰变、β衰变和γ衰变。
二、核反应的基本原理1. 质量守恒定律:核反应中原子核的总质量不变。
2. 能量守恒定律:核反应中的能量既包含在核粒子内部的质量能量,也包括核粒子之间的相互作用能量。
3. 动量守恒定律:核反应前后总动量守恒。
三、核反应的关键参数1. 原子核的质量数(A)和原子数(Z):原子核的质量数是指原子核中质子数和中子数之和,原子数是指原子核中的质子数。
2. 中子通量(φ):中子在核反应中起到重要作用,中子通量表示单位时间内通过单位面积的中子数目。
3. 中子速度(v):中子的能量和速度对核反应的发生率和反应过程有重要影响。
4. 横截面(σ):横截面是指核反应发生时目标原子核和入射粒子之间的有效作用面积。
5. 反应截面(Σ):反应截面是指单位时间内核反应发生的频率。
四、核反应的应用领域1. 核能发电:利用核裂变反应产生的大量热能转化为电能,实现能源的可持续利用。
2. 放射性同位素应用:利用放射性同位素进行放射治疗、放射性示踪、碳测年等医学和环境科学领域的应用。
核反应
核反应一衰变:α衰变:He Th U 422349023892+→(核内He n 2H 2421011→+) β衰变:e Pa Th 012349123490-+→(核内e H n 011110-+→)γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。
二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,其核反应方程的一般形式为:xX A Z+y Y A Z+。
式中X A Z是靶核的符号,x 为入射粒子的符号,Y A Z ''是新生核符号,y 是放射出的粒子的符号。
① 卢瑟福发现质子的核反应方程为:H O He N 1117842147+→+ ② 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程为:n P He Al 103015422713+→+ 三.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:2351901361920385410U n Sr Xe n +→++ 四 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 21H +11H →42He +10n轻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. 1.有下列4个核反应方程:①2411Na →2412Mg+01-e ②23592U+10n →14156Ba+9236Kr+310n ③199F+42He →2210Ne+11H ④32He+21H →42He+11H 上述核反应依次属于:( D )A .衰变、人工转变、人工转变、聚变B .裂变、裂变、聚变、聚变C .衰变、衰变、聚变、聚变D .衰变、裂变、人工转变、聚变2(单)太阳能的产生是太阳内部所发生的一系列核反应形成的,其主要的核反应过程可表示为( A )A .e He H 01421124+→ B .HO He N 1117842147+→+C .nSr Xe n U 10903813654102359210++→+ D .HeTh U 422349023892+→3(单)原子核A ZX 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一 个质子。
核反应知识点总结
核反应知识点总结一、核反应的基本概念1.1 核反应的定义核反应是原子核与中子、质子或其他核粒子碰撞后发生核素变化的过程。
在核反应中,原子核可能发生分裂、融合、放射性衰变等变化。
1.2 核反应的基本过程核反应的基本过程包括以下几种:(1)裂变反应:一个重核裂变成两个或多个轻核的过程;(2)聚变反应:两个轻核融合成一个较重的核的过程;(3)放射性衰变:原子核放射出α、β、γ射线而产生形态改变的过程;(4)俘获反应:原子核捕获一个中子或其他核粒子而产生核素变化的过程。
1.3 核反应的能量变化核反应的过程中往往会有能量的变化,其中裂变反应和聚变反应释放出的能量尤为显著。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2,核反应中少量的质量将转化为大量的能量,因此裂变和聚变反应可以释放出巨大的能量。
二、核反应的类型2.1 裂变反应裂变反应是指重核(通常指铀或钚)被中子轰击后分裂成两个或多个较轻的核的过程。
裂变反应在核电站中被广泛应用,通过裂变反应释放的能量来产生热能,进而转化为电能。
裂变反应还是核武器的工作原理之一,释放的能量可以达到数百万甚至数十亿焦耳,因此在军事上具有重要意义。
2.2 聚变反应聚变反应是指两个轻核(如氢同位素氘和氚)融合成一个较重的核的过程。
在太阳和恒星内部,聚变反应是主要的能量来源。
聚变反应也是人类在核聚变能利用方面的研究热点,目前还未找到稳定、可控的聚变反应方式,但一旦实现,将带来清洁、高效的能源来源。
2.3 放射性衰变放射性衰变是指放射性核素放射出α、β、γ射线而产生核素变化的过程。
放射性衰变是自然界中常见的现象,也是核能利用中的一个重要过程。
放射性核素放射出的射线可以被用于医学影像学和放射治疗,同时也可以作为核电站核燃料的生产过程。
三、核反应的性质3.1 核反应的放射性核反应往往伴随着放射性的产生。
放射性核素在发生核反应后,可能产生α、β、γ射线,这些射线会带来辐射危害,因此在核反应过程中需要进行辐射监测和防护。
核反应
核能质能方程一、知识点梳理1、核反应在核物理学中,原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.典型的原子核人工转变:n+ he o+ h 质子 h的发现方程卢瑟福2、核能(1)核反应中放出的能量称为核能(2)质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子质量之和.质量亏损.(3)质能方程:质能关系为e=mc2原子核的结合能δe=δmc23、裂变把重核分裂成质量较小的核,释放出的核能的反应,叫裂变典型的裂变反应是:u+ nsr+ xe+10 n4.轻核的聚变把轻核结合成质量较大的核,释放出的核能的反应叫轻核的聚变.聚变反应释放能量较多,典型的轻核聚变为:h+ hhe+ n5.链式反应一个重核吸收一个中子后发生裂变时,分裂成两个中等质量核,同时释放若干个中子,如果这些中子再引起其它重核的裂变,就可以使这种裂变反应不断的进行下去,这种反应叫重核裂变的链式反应二、典型例题=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5mev=0.82mev则电子中微子的最小能量为 emin=0.82mev单位是j,也可像本题利用1 u质量对应的能量为931.5mev.例2、质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3,质子和中子结合成氘核时,发出γ射线,已知普朗克恒量为h,真空中光速为c,则γ射线的频率υ= ______ .[解析] 核反应中释放的能量δe=δmc2以释放光子的形式释放出来,由于光子的能量为hυ,依能量守恒定律可知:hυ=δmc2据此便可求出光子的频率。
质子和中子结合成氘核:h+ nh+γ这个核反应的质量亏损为:δm=m1+m2-m3根据爱因斯坦质能方程δe=δmc2以γ射线形式放出,由e=hυυ=[点评] 此题考查计算质量亏损,根据爱因斯坦质能方程确定核能.关键是对质量亏损的理解和确定.(1)写出镭核的衰变方程;(2)如果镭核衰变时释放的能量全部变为粒子和氡核的动能求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。
核工程与核技术中的核反应与辐射防护实验总结
核工程与核技术中的核反应与辐射防护实验总结核工程和核技术是现代科学技术领域的重要分支,牵涉到核能的利用与应用。
在核工程与核技术的研究和实践过程中,核反应与辐射防护是一个重要的课题。
通过核反应与辐射防护实验,可以对核能的产生与传播进行研究,并保障人员和环境的安全。
本文将对核反应与辐射防护实验的相关内容进行总结,并探讨其意义与影响。
一、核反应实验核反应是核工程与核技术的基础,通过核反应的控制和利用,可以实现核能的应用和研究。
在核反应实验中,常用的方法包括中子源、裂变反应和聚变反应等。
中子源实验是核反应实验的重要手段之一。
中子是核反应中最基本的粒子,利用中子源可以模拟一定强度和能谱的中子辐射场,用于材料性能测试、辐照实验等。
通过中子源实验,可以研究中子与物质相互作用的规律,为核能材料与装备的研发提供实验依据。
裂变反应实验是核反应实验中另一个重要的研究方式。
裂变反应是重要的核反应过程之一,通过核裂变反应可以释放巨大的能量。
裂变反应实验可以研究裂变产物的性质、反应过程和核裂变链式反应等,对核能的利用和核材料的研究非常有意义。
聚变反应实验是模拟太阳等天体核聚变的实验。
聚变反应是核能利用的终极目标,通过核聚变反应可以释放出更巨大的能量,并且产生的废物相对较少。
聚变反应实验可以研究聚变反应的条件、可行性和安全性等,为实现人工控制的核聚变提供理论和实验基础。
二、辐射防护实验辐射防护是核工程与核技术中一个至关重要的环节。
在核反应实验和核技术应用中,会产生各种类型的辐射,包括电离辐射、非电离辐射和中子辐射等。
辐射防护实验主要是为了保护工作人员和环境免受辐射的伤害。
辐射防护实验中的常用方法和设备包括辐射剂量测量、防护屏蔽和个人防护装备等。
辐射剂量测量是衡量辐射剂量和辐射强度的重要手段,常见的设备包括剂量仪、电离室和中子探测器等。
通过辐射剂量测量,可以及时掌握辐射场的强度和分布情况,为辐射防护提供实时数据支持。
辐射防护的另一个关键是防护屏蔽。
高一物理核反应知识点手写
高一物理核反应知识点手写核能是指物质中的原子核中蕴含的能量,核反应是指核能的释放或转化过程。
在高一物理学习中,我们会接触到一些与核反应相关的知识点,本文将手写并详细介绍一些高一物理核反应的重要知识点。
(一) 原子核与核能核反应的理论基础是原子核结构和核能的概念。
原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子没有电荷。
质子数和中子数的总和称为原子核的质量数。
核能是原子核内部强相互作用力的结果,包括核力和库伦排斥力。
(二) 核反应的基本过程核反应包括裂变和聚变两种基本过程。
裂变是指重核分裂成两个或更多轻核的过程,如铀核裂变;聚变是指两个或更多轻核结合成一个重核的过程,如氢核聚变。
(三) 裂变反应1. 裂变链式反应:裂变反应中释放的中子引发更多的裂变反应,形成连续的自持链式反应。
链式反应的持续和加速需要控制裂变反应的速度和中子的释放。
2. 裂变反应的应用:裂变反应产生的中子可以用于核能发电、核武器研制以及医学和工业领域的放射性同位素制备。
(四) 聚变反应1. 热核聚变:需要高温和高压条件,如太阳内部的聚变反应。
热核聚变可释放出比裂变更大的能量,但实现起来技术难度较大。
2. 量子热核聚变:在实验室中实现的聚变反应,如氘氚反应产生的氙氦。
(五) 核能的利与弊核能的利:核能发电可解决能源紧缺问题,减少化石燃料的消耗和大气污染,对环境影响较小。
核技术还有冶金、医学、工业和农业等方面的应用。
核能的弊:核能存在着核废料处理、核辐射和核安全等问题,核事故造成的人员伤亡和环境污染风险仍然存在。
(六) 核能与可持续发展核能作为一种可再生能源,与可持续发展目标息息相关。
合理开发和利用核能,可以实现清洁、可靠、高效的能源供应,促进经济发展和社会进步。
(七) 核反应与现代科技核反应在现代科技领域有着广泛的应用。
核物理学的发展推动了粒子物理学、放射性同位素应用以及核医学等领域的发展。
核能还是航天、军事、通信等现代科技的重要支撑。
以上是高一物理核反应的一些重要知识点的手写介绍。
核反应与放射性衰变知识点总结
核反应与放射性衰变知识点总结一、核反应核反应是指原子核与原子核,或者原子核与各种粒子(如质子、中子、光子等)之间相互作用所引起的各种变化。
1、核反应的分类(1)核聚变核聚变是指轻原子核(例如氢原子核)结合成较重原子核(例如氦原子核)的过程。
核聚变需要极高的温度和压力条件,只有在太阳内部或氢弹爆炸等极端环境中才能自然发生。
在核聚变过程中,会释放出巨大的能量。
(2)核裂变核裂变是指重原子核(例如铀原子核、钚原子核)分裂成两个或多个较轻原子核的过程。
核裂变可以通过用中子轰击重核来引发,并且在裂变过程中会释放出更多的中子,从而引发链式反应。
核电站就是利用可控的核裂变反应来产生能量的。
2、核反应中的守恒定律在核反应中,存在以下几个重要的守恒定律:(1)电荷守恒反应前后原子核的电荷数总和保持不变。
(2)质量数守恒反应前后原子核的质量数总和保持不变。
需要注意的是,虽然质量数守恒,但由于在核反应中会释放出巨大的能量,根据爱因斯坦的质能方程 E=mc²,会有微小的质量亏损。
(3)能量守恒核反应中释放或吸收的能量等于反应前后系统的总能量之差。
(4)动量守恒反应前后系统的总动量保持不变。
二、放射性衰变放射性衰变是指不稳定的原子核自发地放出射线,转变为另一种原子核的过程。
1、三种主要的放射性衰变方式(1)α衰变原子核放出一个α粒子(即氦原子核,由两个质子和两个中子组成),从而转变为另一种原子核。
α粒子的穿透力较弱,但电离能力较强。
例如:铀 238 经过α衰变变成钍 234,其反应式为:²³⁸₉₂U → ²³⁴₉₀Th +⁴₂He(2)β衰变分为β⁺衰变和β⁻衰变两种。
β⁺衰变是原子核放出一个正电子,β⁻衰变是原子核放出一个电子。
β⁻衰变的例子:碳 14 经过β⁻衰变变成氮 14,反应式为:¹⁴₆C→ ¹⁴₇N +⁰₋₁eβ⁺衰变的例子:钠 22 经过β⁺衰变变成氖 22,反应式为:²²₁₁Na → ²²₁₀Ne +⁰₁e(3)γ衰变原子核从激发态跃迁到较低能态时,放出γ光子(即高能电磁波)。
高中物理核反应知识点
高中物理核反应知识点高中物理核反应知识点核反应是指原子核中的质子和中子之间的相互作用,导致核反应发生。
高中物理核反应知识点共包括以下几个方面。
一、核反应的类型核反应主要分为两种类型:裂变和聚变。
裂变是指重核碰撞后分成两个中等大小的新核并释放出大量的能量。
这种反应在核电站和核武器中使用。
聚变则是轻元素核聚合形成重核并释放出大量能量,聚变是太阳的主要能源来源。
二、核反应的能量守恒核反应中的能量守恒和受限制,因为反应总是遵循能量守恒原则,即所放出的能量等于所吸收的能量。
因此核反应也被称为是能量守恒定律。
它是由热力学第一定律所规定的。
三、核反应的计算方式核反应的方法主要有裂变能量和聚变能量的计算方式,其中裂变能量计算的方式为:E = Δmc^2,其中E表示能量,Δm表示变化质量,c表示光速。
聚变能量的计算方式就是质量差 x 9 x 10^16,其中9 x 10^16即为一个质量单位的能量。
四、核反应堆的工作原理核反应堆的工作原理就是利用裂变产生的大量能量来加热水,将水变成蒸汽,在蒸汽转化成能量时再转化为电能。
核反应堆由燃料棒、控制棒、冷却剂、反应堆压力容器以及其他配套的设备构成。
其中控制棒是控制反应速率的关键元素,它可以通过下降或上升来调整燃料的反应速率。
五、核反应的影响核反应所产生的核辐射对人类健康和环境的影响是非常大的。
安全、保护和环境保护是核反应过程中最重要的问题。
为了防止放射性物质对人类和环境的伤害,需要严格控制反应堆的运行以及保护和监测环境。
总结核反应是一种具有重大意义的现代科技,核反应的理论和应用需要我们的关注和研究。
在今后的应用中,核反应技术将会继续发挥其重要的作用并带来更多的利益。
因此,我们需要具有更深刻的认识和理解核反应技术,来保障我们的安全和发展。
核反应过程分析
核反应过程分析核反应,这个看似高深莫测的科学概念,实际上与我们的生活息息相关。
从为我们提供能源的核电站,到探索宇宙奥秘的天体物理研究,核反应都扮演着至关重要的角色。
那么,核反应究竟是怎样的一个过程呢?让我们一起来揭开它神秘的面纱。
要理解核反应,首先得清楚原子核的结构。
原子核由质子和中子组成,它们紧密地结合在一起。
然而,这种结合并不是绝对稳定的,在一定条件下,原子核会发生变化,从而引发核反应。
核反应主要分为两种类型:核聚变和核裂变。
核聚变,简单来说,就是将轻的原子核融合在一起,形成更重的原子核。
这一过程会释放出巨大的能量。
最常见的核聚变反应就是太阳内部发生的氢核聚变。
在太阳的核心,高温和高压的环境使得氢原子核相互碰撞融合,形成氦原子核,并释放出大量的能量。
这就是太阳能够持续发光发热数十亿年的原因。
在地球上,科学家们也一直在努力实现可控核聚变。
如果能够成功掌握这一技术,人类将获得几乎取之不尽、用之不竭的清洁能源。
但实现可控核聚变面临着诸多巨大的挑战。
首先,需要创造出极高的温度和压力条件,让原子核有足够的能量克服彼此之间的排斥力,从而发生融合。
目前的技术还难以长时间维持这样极端的条件。
核裂变则与核聚变相反,它是将重原子核分裂成较轻的原子核。
一个典型的例子就是铀-235 的裂变。
当一个中子撞击铀-235 原子核时,它会分裂成两个较小的原子核,并释放出更多的中子以及大量的能量。
这些释放出的中子又可以继续撞击其他铀-235 原子核,引发链式反应,从而释放出更多的能量。
核裂变在核电站中得到了广泛的应用。
通过控制中子的数量和速度,可以实现核裂变反应的可控进行,从而稳定地输出电能。
然而,核裂变也存在一些问题。
首先,核燃料的储量是有限的,而且开采和加工核燃料会带来一定的环境风险。
其次,核裂变产生的放射性废物需要妥善处理和存放,否则会对环境和人类健康造成严重的威胁。
无论是核聚变还是核裂变,核反应过程中都会伴随着能量的释放和物质的转化。
核反应与核能利用知识点总结
核反应与核能利用知识点总结一、核反应的基本概念核反应是指原子核与原子核,或者原子核与各种粒子(如质子、中子、光子等)之间相互作用所引起的各种变化。
核反应的过程中,原子核的质子数、中子数会发生改变,从而导致元素的种类发生变化。
核反应主要分为两种类型:核聚变和核裂变。
核聚变是指轻原子核(例如氢原子核)在极高的温度和压力下相互聚合,形成较重原子核(如氦原子核)的过程。
在这个过程中,会释放出巨大的能量。
太阳内部就是通过核聚变不断地释放出能量,为地球上的生命提供了光和热。
核裂变则是指重原子核(如铀、钚等)在受到中子轰击时分裂成两个或多个较轻原子核的过程,同时释放出大量的能量和中子。
核电站就是利用核裂变的原理来发电的。
二、核聚变1、原理核聚变的原理基于爱因斯坦的质能方程 E=mc²,即一定的质量对应着一定的能量。
在核聚变过程中,由于原子核的结合,总质量会减少,这部分减少的质量会以能量的形式释放出来。
2、条件实现核聚变需要极高的温度(通常要达到几千万度甚至上亿度)和极高的压力。
这样的条件在地球上很难实现,目前科学家们正在努力研究如何通过可控核聚变来获取能源。
3、优点核聚变的燃料(如氢的同位素氘和氚)在地球上储量丰富,而且核聚变产生的能量巨大且相对清洁,不会产生大量的放射性废物。
4、研究进展目前,国际上有许多关于核聚变的研究项目,如国际热核聚变实验反应堆(ITER)计划。
我国在核聚变领域也取得了不少重要成果。
三、核裂变1、原理核裂变是重原子核吸收一个中子后分裂成两个或多个中等质量的原子核,并释放出能量和中子的过程。
这些释放出的中子又可以继续引发其他原子核的裂变,从而形成链式反应。
2、常用的核燃料铀-235 和钚-239 是常用的核裂变燃料。
铀在自然界中存在,但铀-235 的含量很低,需要通过浓缩等方法提高其含量。
钚-239 则通常是通过在核反应堆中用中子照射铀-238 产生的。
3、核反应堆核反应堆是实现可控核裂变的装置。
核反应基础知识解析
核反应基础知识解析核反应是指原子核之间发生的各种变化和相互作用。
核反应是核物理学的基础,对于了解原子核的性质和应用核能具有重要意义。
本文将对核反应的基础知识进行解析。
一、核反应的定义核反应是指原子核之间发生的变化和相互作用。
在核反应中,原子核可以发生裂变、聚变、放射性衰变等各种变化。
核反应是通过核力的作用来实现的,核力是一种极强的相互作用力,只作用于极短距离的粒子之间。
二、核反应的分类核反应可以分为裂变和聚变两种类型。
1. 裂变裂变是指重核(如铀、钚等)被中子轰击后发生的核反应。
在裂变过程中,重核会分裂成两个或多个轻核,并释放出大量的能量。
裂变是核电站中常用的一种反应方式,通过控制裂变反应的速率,可以产生大量的热能,用于发电。
2. 聚变聚变是指轻核(如氢、氦等)在高温高压条件下发生的核反应。
在聚变过程中,轻核会融合成更重的核,并释放出巨大的能量。
聚变是太阳和恒星中常见的反应方式,也是人类追求的理想能源形式。
目前,科学家正在研究如何实现可控的聚变反应,以解决能源问题。
三、核反应的能量变化核反应中会释放出巨大的能量,这是由于质量的转化导致的。
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关系。
在核反应中,原子核的质量会发生变化,从而导致能量的释放或吸收。
1. 质量的转化在核反应中,原子核的质量会发生变化。
例如,在裂变反应中,重核分裂成两个轻核,总质量会减少。
而在聚变反应中,轻核融合成更重的核,总质量会增加。
这种质量的转化导致了能量的释放或吸收。
2. 能量的释放根据质能方程,质量的转化会导致能量的释放。
在核反应中,质量的减少会导致能量的释放,这是因为质量转化为了能量。
核反应中释放的能量非常巨大,这也是核能被广泛应用的原因之一。
四、核反应的应用核反应具有广泛的应用价值,主要体现在以下几个方面:1. 核能发电核能发电是目前应用最广泛的核反应技术之一。
核电站利用裂变反应产生的热能,通过蒸汽发电机转化为电能。
高中物理核反应方程总结
高中物理核反应方程总结核反应方程是物理领域中最重要的公式之一,它描述了物质的核反应过程。
它可以用来研究不同材料的能量变化、原子结构变化,以及核核聚变和核裂变过程。
在高中物理教学中,学生们需要掌握和理解核反应方程的内容,这对于物理领域的深入理解和认知有着至关重要的作用。
本文旨在对高中物理核反应方程的内容做一个总结。
一、定义核反应方程是用来描述核变化过程的一种数学表达式,其中包含有反应的核素的核质量(A)和核电荷量(Z)等参数。
通过核反应方程,我们可以确定核反应中物质的原子核破坏状态,以及反应产生的新元素。
核反应方程可以用来描述核裂变、核合成和其他核反应过程。
有时候,它也可以被用来描述反应的热力学特性,比如能量的变化和激发态的产生。
二、基本原理核反应方程是基于以下几个原理:(1)能量守恒原理:在任何反应中,能量总是守恒的,也就是说输入能量等于输出能量。
(2)质量守恒原理:在任何反应中,物质的质量总是守恒的,也就是说反应前后物质的质量总量是不变的。
(3)核质量守恒原理:在任何反应中,反应前后核质量总量是不变的,也就是核质量守恒。
三、常用的核反应方程(1)核裂变方程:把原子的核裂变表示为核反应方程,可以用分子反应来表示:$$_{z_1}^{A_1}rm{X} +_0^1rm{n} to _{z_2}^{A_2}rm{Y}+_0^1rm{n} + Delta E$$其中,$_z^{A}$ X 为原子核,$_0^1$ n 为中子,$_z^{A}$ Y 为裂变后的核,$Delta$ E 为裂变产生的能量。
(2)核合成方程:把原子的核合成表示为核反应方程,可以用分子反应来表示:$$_{z_1}^{A_1}rm{X} + _{z_2}^{A_2}rm{Y} to_{z_3}^{A_3}rm{Z} + Delta E$$其中,$_z^{A}$ X $_z^{A}$ Y 为原子核,$_z^{A}$ Z 为合成后的核,$Delta$ E 为合成产生的能量。
高考物理核反应知识点
高考物理核反应知识点核反应是物理学领域中的一个重要概念,也是高考物理考试中常考的一个知识点。
在核反应中,原子核的结构和性质发生改变,同时伴随着能量的转化。
下面我们来详细了解一下高考物理核反应的知识点。
一、核反应的基本概念核反应是指两个原子核发生碰撞,产生核变化的过程。
在核反应中,原子核的质量数和原子序数会发生变化,同时伴随着能量的释放或吸收。
二、核反应的分类1. 核裂变:核裂变是指重核(如铀、钸等)在受到中子撞击时,分裂成两个或更多的轻核的过程。
核裂变产生的核能量巨大,并且会释放出更多中子,从而引发连锁反应。
核能的开发利用主要就是基于核裂变反应。
2. 核聚变:核聚变是指两个轻核在高温和高压条件下,结合成一个更重的核的过程。
核聚变是太阳和恒星中常见的核反应,释放出巨大的能量,并且不会产生大量的放射性废物。
三、核反应的能量转化核反应中伴随着能量的转化,这与爆炸和化学反应有一定的区别。
核反应的能量来自于原子核的质量差异。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,质量的损失会转化为能量的增加。
这是核反应能量巨大的原因,也是核能被广泛应用的基础。
四、核反应中的物理原理核反应的物理原理主要涉及两个重要的概念:核稳定性和核裂变链反应。
1. 核稳定性:核稳定性是指原子核在自然状态下是否稳定,即是否会发生衰变。
稳定核的结构相对较为坚固,不易分裂或合并。
而不稳定核的结构则相对不稳定,容易发生衰变反应。
2. 核裂变链反应:核裂变链反应是指一次核裂变在产生的中子撞击下引发下一次核裂变的连锁反应。
核裂变链反应是核反应利用的基础原理,同时也是核能发电的核心原理。
五、核反应的应用与发展核能被广泛应用于能源领域,它是一种清洁、高效的能源来源。
目前,核能发电已经成为世界上许多国家的主力能源之一。
此外,核技术还被应用于医学诊断、放射性同位素治疗、工业无损检测等领域。
核反应作为高考物理考试的一个重要知识点,需要我们深入理解和掌握。
2016-2017年切尔诺贝利核电站的四号反应堆(总结)
今天我们来到了切尔诺贝利核电站的第四号反应堆。
在反应堆附近,他们建立了一个核废料处理工厂这是四个反应堆的一张知名照片,其中包括他的侧通道。
核电站较其他发电站有着众多优点包括可靠性,安全性,以及较低的电价和对环境的污染。
在苏联核物理的曾经发展非常迅速,并且它同时被应用于军用与民用方面。
切尔诺贝利核电站就是这时建立的。
1967年,苏联选择距离乌克兰切尔诺贝利12公里的地方建立了核电站。
他们打算在核电站里使用RBMK-1000(高功率通道式反应堆)户外开关第五动力装置建造始于1981年。
他们原计划于1986年投入使用,然而,他们不得不在切尔诺贝利大灾难后停止施工(此时装置已几乎完成)。
这项项目包含着额外事故控制措施,比如两个额外的柴油发电机的组装,单独的火力控制单元,及通风系统,事建以及沥青防火屋面的更换。
然而,在1987年官方声明将不会继续建造这项动力装置。
从上面你依然可以看到那些未完成的巨大建筑。
在2000年他们停止使用了这些输送电力的高压线。
原因不言而喻,RMBK反应堆彻底摧毁了他们的安全声誉。
仅仅七个月就建好的反应堆安全壳。
为了建造这个安全壳,花费了40万立方米的混凝土,组装了近7千吨金属的建筑。
因为不久后老的烟囱将被拆卸,他们又建起了一个烟囱。
这是事故发生前的图片。
这是现在的样子。
这个建造工地正在建造一个全新的安全壳。
这个火炬意味着此处辐射水平非常高。
一个放射量测定仪显示此处放射性达到每小时1096微伦琴,远远超过正常水平的30倍!驾车前往普里皮亚。
著名的“死亡之桥”就位于此。
人们说大爆炸发生后,城市里居民来到桥这观察反应堆的情况。
很久以前,这里以不再有火车经过。
另一组用来比较多年前发电站与现在情况的照片。
热能发电站依然在工作。
尽管四个动力装置已经被搁置,人们依然在这工作,仅仅因为人们无法关闭掉核电站。
当地的自助餐厅。
进到屋里,你首先要先检测你身上的辐射水平。
这里的可口的菜肴多种多样。
自助餐厅里也有着一些日本与美国人。
核能与核反应的基本原理知识点总结
核能与核反应的基本原理知识点总结核能是指由原子核内部的结构变化而导致的能量释放,是一种强大而高效的能源来源。
核能的释放与核反应密切相关,通过核反应,原子核的结构发生改变,从而释放出巨大的能量。
本文将总结核能与核反应的基本原理知识点,以便更好地理解核能和核反应的相关概念。
1. 原子核的结构:原子核由质子和中子组成。
质子带正电荷,中子不带电荷。
原子核的质量主要集中在质子和中子上。
2. 核的稳定与不稳定:原子核的稳定性取决于核内部的质子和中子的比例。
若核内质子与中子的比例适当,即具有一定的中子过量,核就较为稳定。
若核内质子和中子的比例失衡,核就会不稳定,容易发生核反应。
3. 核反应的发生:核反应是指原子核发生变化的过程。
其发生的条件包括入射的粒子能量和核的稳定性。
在核反应中,原子核之间发生相互作用,导致核结构发生改变,释放出能量。
4. 核裂变:核裂变指的是重核分裂成较轻的两个核的过程。
一般情况下,核裂变需要高能粒子的轰击,使得原子核不稳定而发生裂变。
核裂变是产生核能的重要方式,也是核电站产生能量的基本原理。
5. 核聚变:核聚变是指轻核聚合成较重的核的过程。
核聚变需高温和高压的条件,常在恒温恒压等离子体中进行。
核聚变是太阳和恒星内部能量释放的主要机制之一,也是实现可控核聚变用于能源的目标之一。
6. 质能转化:核反应中,核内部的结构变化会导致质量的微小变化。
根据爱因斯坦质能方程E=mc²,质量的微小变化会对应释放出巨大的能量。
这就是核能的来源,也是核反应释放出巨大能量的根本原理。
7. 核能的应用:核能广泛应用于核电站、核武器和核医学等领域。
核电站利用核裂变释放的能量来发电,具有高效、清洁的特点。
核武器则以核裂变或核聚变释放的能量来造成巨大的破坏力。
在核医学中,核能被应用于诊断和治疗肿瘤等疾病。
总结:核能与核反应是现代科学领域中的重要概念。
核能的释放与核反应密切相关,核裂变和核聚变是产生核能的基本原理。
核反应与放射性衰变知识点总结
核反应与放射性衰变知识点总结在我们探索自然世界的过程中,核反应与放射性衰变是两个极为重要的概念。
它们不仅在科学研究中具有关键地位,也与我们的日常生活和现代科技的发展息息相关。
首先,我们来了解一下什么是核反应。
核反应指的是原子核之间或者原子核与其他粒子之间发生的相互作用,导致原子核的组成发生变化,从而产生新的原子核和释放出大量的能量。
核反应主要分为两类:核聚变和核裂变。
核聚变是指较轻的原子核融合在一起形成较重的原子核的过程。
这就好比几个小朋友手拉手抱成一团,变成了一个更大的“团体”。
在太阳内部,氢原子核不断地发生核聚变,形成氦原子核,并释放出巨大的能量。
这就是太阳能够持续发光发热的原因。
目前,科学家们正在努力研究可控核聚变技术,希望能够在地球上实现这种高效、清洁的能源利用方式。
核裂变则是指较重的原子核分裂成两个或多个较轻原子核的过程。
就好像一个大“团体”突然分成了几个小“团体”。
核电站就是利用核裂变反应来发电的。
通过控制核裂变反应的速度和规模,将释放出的能量转化为电能。
然而,核裂变也存在一定的风险,如核泄漏等问题,需要严格的安全措施来保障。
接下来,我们说一说放射性衰变。
放射性衰变是指原子核自发地放出射线,从而转变为另一种原子核的过程。
这是一种自然发生的现象,不受外界条件的影响。
放射性衰变主要有三种类型:α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核放出一个α粒子(由两个质子和两个中子组成),从而转变为另一种原子核。
α粒子的穿透能力较弱,一张纸就能将其挡住,但它的电离能力较强。
β衰变则分为β⁺衰变和β⁻衰变。
β⁺衰变是原子核放出一个正电子,β⁻衰变是原子核放出一个电子。
在β衰变过程中,原子核内的一个中子会变成质子或者一个质子变成中子。
γ衰变通常伴随着α衰变或β衰变发生。
原子核在完成α衰变或β衰变后,往往处于激发态,会通过放出γ射线(一种高能电磁波)回到基态。
γ射线具有很强的穿透能力,需要用厚厚的铅板才能阻挡。
核反应过程分析
核反应过程分析在我们生活的这个世界中,能源的获取和利用一直是人类社会发展的关键问题。
而核反应,作为一种强大而神秘的能源产生方式,一直备受关注。
那么,核反应究竟是怎样的一个过程呢?让我们一起来深入探究一下。
首先,我们要明白核反应分为两种主要类型:核聚变和核裂变。
核裂变,简单来说,就是一个重原子核分裂成两个或多个较轻原子核的过程。
就好像一个大的“物体”被拆分成了几个小的“部分”。
在这个过程中,会释放出巨大的能量。
以铀235 为例,当它吸收一个中子后,会变得不稳定,然后分裂成两个或三个碎片,同时释放出更多的中子和大量的能量。
这些释放出的中子又可以继续引发其他铀 235 原子核的裂变,从而形成链式反应。
这就是为什么在核反应堆中,我们能够持续地获得能量。
那么,这些能量到底有多大呢?举个例子,一克铀 235 完全裂变所释放的能量,相当于约 2 吨煤完全燃烧所释放的能量。
这是一个极其惊人的数字,也正是核裂变能够成为重要能源来源的原因之一。
然而,核裂变也不是毫无缺点的。
核废料的处理就是一个大问题。
由于裂变产物具有放射性,需要妥善处理和存放,以避免对环境和人类健康造成危害。
接下来,我们再看看核聚变。
核聚变是指将轻原子核结合在一起形成较重原子核的过程。
最常见的核聚变反应是氢的同位素氘和氚聚变成氦,并释放出巨大的能量。
与核裂变相比,核聚变有许多显著的优点。
首先,核聚变的燃料在地球上非常丰富,比如海水中就蕴含着大量的氘。
其次,核聚变产生的放射性废料相对较少,而且其放射性半衰期较短,对环境的影响较小。
此外,核聚变过程中不会产生像核裂变那样容易失控的链式反应,安全性相对较高。
但是,要实现可控核聚变却面临着巨大的挑战。
核聚变需要极高的温度和压力条件,目前的技术还难以实现长期稳定的可控核聚变反应。
科学家们正在努力研究,希望能够攻克这一难题,为人类带来几乎无限的清洁能源。
在核反应的过程中,原子核的变化会伴随着能量的释放或吸收。
这是因为原子核内部存在着一种叫做结合能的东西。
核反应学科最新个人年度总结范文
核反应学科最新个人年度总结范文导言经过一年的研究和研究,我对核反应学科有了更深入的了解和认识。
在这份年度总结中,我将回顾过去一年的研究和研究成果,并展望未来的发展方向。
研究成果回顾在过去一年中,我主要专注于核反应学科的以下方面:1. 理论研究:通过深入研究核反应的基本理论知识,我对核反应机理和反应过程有了更清晰的认识,能够分析和解释实际问题。
理论研究:通过深入学习核反应的基本理论知识,我对核反应机理和反应过程有了更清晰的认识,能够分析和解释实际问题。
2. 实验设计与数据分析:通过参与实验室的项目,我学会了设计核反应实验并分析实验数据,从而验证理论模型的准确性。
实验设计与数据分析:通过参与实验室的项目,我学会了设计核反应实验并分析实验数据,从而验证理论模型的准确性。
3. 计算模拟:我运用计算机辅助工具,如Monte Carlo方法,对核反应过程进行模拟和优化,进一步深入研究了核反应的性质和特点。
计算模拟:我运用计算机辅助工具,如Monte Carlo方法,对核反应过程进行模拟和优化,进一步深入研究了核反应的性质和特点。
成果展示在核反应学科的研究中,我取得了以下几项成果:1. 发表论文:我在国际核学术期刊上发表了两篇核反应相关的学术论文,分别探讨了核反应理论和模拟方法的新进展。
发表论文:我在国际核学术期刊上发表了两篇核反应相关的学术论文,分别探讨了核反应理论和模拟方法的新进展。
2. 参与项目:作为核反应学科的研究人员,我积极参与了一个国家级科研项目,与团队成员合作完成了多项实验和数据分析任务。
参与项目:作为核反应学科的研究人员,我积极参与了一个国家级科研项目,与团队成员合作完成了多项实验和数据分析任务。
3. 学术交流:我积极参加学术会议和研讨会,并进行了多次学术报告,与国内外专家学者就核反应相关问题展开了深入交流和合作。
学术交流:我积极参加学术会议和研讨会,并进行了多次学术报告,与国内外专家学者就核反应相关问题展开了深入交流和合作。
2017核反应总结
章末总结原子核的组成核子C中)I中子(on )发现中子2.解题时注意事项4Be + 2He^ + O n 1932年查德威克[三种射线:谢线、謝线、Y寸线衰变$三种衰变:a衰变、滾变、滾变[半衰期(1)熟记一些粒子的符号a粒子(2He)、质子(1H)、中子(o n)、电子(0re)、氘核(1H)、氚核油)(2)注意在核反应方程中,质量数和电荷数是守恒的;在解有关力学综合问题时,还有动量守恒和能量守恒.原子核{核变化{亦j质子的发现:147N + 4He7^80 +1HI I 父[中子的发现:4Be + 2He7o nI I 核裂变:23592U + 0n714456Ba + ^Kr + 血L 核聚变:2H + 3H72He + O n 【例1能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程中,表述正确的是()A. 3H + 2H74He + o n是核聚变反应爱因斯坦质能方程:E= me2或AE = Amc2 核能十核能的利用:核电站、核武器B.泊 + 2H72He + J n 是B衰变C.235 92U +冷7144 56Ba + 39心+ 3爲是核裂变反应D . 235 92U +0n7140 54Xe + 94Sr +2和是a衰变一、对核反应方程及类型的理解解析B项为轻核聚变,B衰变的实质为一个中子转化为一个质子后释放出一个电子,选项错误;a衰变的实质是释放氦核(a粒子),而D项是重核裂变,并未释放a粒子,选项D错误, 名称核反应方程时间其他衰变a衰变23892U 7 23490Th + 4He1896 年贝克勒尔B衰变23490Th 7 23491 Pa+ 0-1e裂变235 92U + J n 7 38sr + 13654Xe+ 10爲+ 141MeV1938 年原子弹原理聚变2H + 3H 7 2He + 0n+ 17.6 MeV /氢弹原理人工转变正电子27Al + 2He7159+ 0n?0 P7 uSi + 0+1e1934 年约里奥-居里夫妇发现质子147N + 4He 71780+ 1H1919 年卢瑟福1.四类核反应方程的比较正确选项为A、C.答案AC二、半衰期及衰变次数的计算1.半衰期:大量放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.计算公式:N余=N原(舟)"或m余=m原(扌)",其中n =1, T为半衰期.T2•确定衰变次数的方法(1)A X7A Y + n2He + m- 1e根据质量数、电荷数守恒得A = A'+ 4n1Z = Z ‘+ 2n — m 2.利用平均结合能来计算核能二式联立求解得 a 衰变次数n 和B 衰变次数m. 原子核的结合能=核子的平均结合能X 核子数.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能 (2)根据a 衰变和B 衰变(滾变质量数不变)直接求解. 【例2】 与反应后生成的所有新核的总结合能之差,就是该次核反应所释放(或吸收)的核能.【例3 已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ,氦核的平均结合能为7.1 MeV ,则两个氘核结合成放射性元素238U 衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成 28Bi ,而283Bi 可以经一次衰变变210 成a X (X 代表某种元素),也可以经一次衰变变成 如图1所示.则( ) 81T1,2^a x 和8订1最后都变成28*2pb ,衰变路径 一个氦核时A .释放出B .释放出C •释放出 4.9 MeV 的能量 6.0 MeV 的能量 24.0 MeV 的能量D .吸收4.9 MeV 的能量2H + 2H7 2He ,因氘核的平均结合能为1.1 MeV ,氦核的平均结合能为 7.1 MeV ,故结合前氘核的能量为E L 2X 1.1 Mev = 2.2解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为MeV ,结合后氦核的能量 E 2= 4X 7.1 MeV = 28.4 Mev ,所以△E = 2E i — E 2=— 24.0 MeV ,式中A . a = 82, b = 211 B. 280Bi721aX 是B 衰变,283Bi781TI 是 a 衰变 C. 83Bi 7 a X 是 a 衰变,83Bi 7 81TI 是 B 衰变 D. 81TI 经过一次a 衰变变成282Pb 解析 由283Bi 721°X ,质量数不变,说明发生的是 负号表示释放核能,故选 C. 答案 C四、核反应与动量、能量相结合的综合问题1•核反应过程中满足四个守恒:质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒.数减2,说明发生的是 a 衰变,同时知b = 206, B 衰变,同时知a = 84.由28Bi781TI 是核电荷由^Tl 7駕Pb 发生了一次B 衰变.故选B.2.核反应过程若在匀强磁场中发生, 粒子在磁场中做匀速圆周运动, 衰变后的新核和放出的粒答案 B 子(a 粒子、B 粒子)形成外切圆或内切圆.【例4用中子轰击锂核(3Li )发生核反应,生成氚核(1H )和a 粒子,并放出4.8 MeV 的能量.三、核能的计算 (1)写出核反应方程.1•利用质能方程来计算核能 (2)求出质量亏损.Am. (1)根据核反应方程,计算核反应前与核反应后的质量亏损⑵根据爱因斯坦质能方程 E = me 2或AE = Amc 2计算核能•方程 AE = Amc 2中若 Am的单位用⑶若中子和锂核是以等大反向的动量相碰,则氚核和(4)粒子的动能是多大?a 粒子的动能比是多少?“kg ”、c 的单位用“ m/s ”,贝U AE 的单位为“ J ”;若Am 的单位用“ U ”,可直接用质量与解析(1)核反应方程为 6Li + J n 7 1H + 2He + 4.8MeV 能量的关系式1 u 相当于931.5 MeV 推算AE ,此时 —27 1.66X 10 kg ,相当于931.5 MeV ,即原子质量单位 在计算中直接应用.AE 的单位为“兆电子伏(MeV )",即卩1 u = 1 u 对应的能量为 931.5 MeV ,这个结论可2(2)依据 AE = Amc得,4.8Am="9315 u ~ 0.005 2 u⑶根据题意有 m 1V 1= m2V 23解析 根据电荷数守恒和质量数守恒可完成核反应方程,然后判断核反应的类型.2.(半衰期的有关计算)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应, K 时,可以发生“氦燃烧”. (1) 完成“氦燃烧”的核反应方程: 2He + 7 4Be + 丫.(2)4Be 是一种不稳定的粒子,其半衰期为 2.6X 10—16s . —定质量的fee ,经7.8X 10—16s 后所剩下的8Be 占开始时的 __________________ .4.(核反应与能量、动量结合问题 )两个动能均为1 MeV 的氘核发生正面碰撞,引起如下反应: 2H +2H 7 泊 + 1H .(已知 1H 的质量 m 0= 2.013 6 u ,泊 的质量 m 1= 3.015 6 u , 1H 的质量 m 2= 1.007 3 u )(1)此核反应中放出的能量 A E 为 (2)若放出的能量全部变为新生核的动能,则新生的氚核具有的动能是答案 (1)4.005 MeV (2)1.001 MeV解析 (1)此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为:Am= (2 X 2.013 6— 3.015 6 — 1.007 3) u = 0.004 3 u,AE= Amc 2= 0.004 3 X 931.5 MeV ~ 4.005 MeV.解析 ⑵由题意可知经过了 3个半衰期,故剩余的8Be 的质量m 余=m 原(2)3= gm 原,故应填;或(2)因碰前两氘核动能相同,相向正碰,故碰前的总动量为零.因核反应中的动量守恒,故碰后氚核和质子的总动量也为零.设其动量分别为 P" P 2,必有P 1 = — P 2.2式中m 1、v 1、m 2、v2分别为氚核和a 粒子的质量和速度,由上式及动能E k =盘,可得它们的2 2 11 动能之比 E k1 : E k2=盘:盘=—:-=m 2: m 1 = 4:3. 3.(核能的计算)(1)在核反应J n + X7泊+ 4He + AE 过程中,.若0n 、X 核、3H 和2He 的静止质量分别为X 是未知核.由核反应知识可以确 定X 核为m 1、m X 、m 3和m 4,贝U A E 的值为⑷粒子的动能 3 3 E k2 = 7(E k1 + E k2)= 3X 4.8 MeV - 2.06 MeV ⑵核能、风能等新能源是近年来能源发展的重点方向之一•与煤、 能具有哪些优点和缺点?石油等传统能源相比较,核 答案 (1)3Li + J n 7 1H + 2He + 4.8 MeV(2)0.005 2 u (3)4 : 3 (4)2.06 MeV (3)有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰•为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太 阳能发电站•请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并请说明理由. 答案(1)① 3Li ②[(m 1 + m x )-(0+ m 4)]c 2⑵优点:核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁;产能更多. 1.(对核反应的理解)完成下列核反应方程. 4 17A . 14 7N + 2He7 8O + 缺点:核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高. B. _______________ 30 P7 30Si + ___________ C. "35 U+0nT 98sr+ 154Xe + D. ?H + 3H 7⑶建风能发电站比较合理理由:在使用风能发电时,根据能量守恒知识,一方面将风能转化为电能,另一方面可以减弱 风速,减小对城市的破坏.其中属于衰变的是 + 0n,属于人工转变的是 ,属于裂变的是 ,属于聚变的解析(1)由质量数和电荷数守恒可知:X 核是6Li.由爱因斯坦质能方程AE = Amc 2可得AE = [(m12+ m x ) — (m 3+m 4)]c .12.5%.答案1H+ i e 100n 4He B A C D当温度达到108答案(1)4He (2)1(或 12.5%)设碰后氚核和质子的动能分别为 E k1 和 E k2,12匸 -m i v i 2 则E k1 2 m i v 1 — — 2 — E k2 1 2 m 2V 2 2m 2V 22 P 1m 1 _ m 2 1 P 2 — m 1m 2—3'故新生的氚核具有的动能为 E ki = 4AE= 4X 4.005 MeV ~ 1.001 MeV. 4 4。
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缺点:核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高.
(3)建风能发电站比较合理
理由:在使用风能发电时,根据能量守恒知识,一方面将风能转化为电能,另一方面可以减弱风速,减小对城市的破坏.
解析(1)由质量数和电荷数守恒可知:X核是 Li.由爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2可得ΔE=[(m1+mX)-(m3+m4)]c2.
答案(1) He(2) (或12.5%)
解析(2)由题意可知经过了3个半衰期,故剩余的 Be的质量m余=m原( )3= m原,故应填 或12.5%.
3.(核能的计算)(1)在核反应 n+X→ H+ He+ΔE过程中,X是未知核.由核反应知识可以确定X核为______.若 n、X核、 H和 He的静止质量分别为m1、mX、m3和m4,则ΔE的值为________.
(2)核能、风能等新能源是近年来能源发展的重点方向之一.与煤、石油等传统能源相比较,核能具有哪些优点和缺点?
(3)有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰.为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太阳能发电站.请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并请说明理由.
答案(1)① Li②[(m1+mX)-(m3+m4)]c2
A.a=82,b=211
B. Bi→ X是β衰变, Bi→ Tl是α衰变
C. Bi→ X是α衰变, Bi→ Tl是β衰变
D. Tl经过一次α衰变变成 Pb
解析由 Bi→ X,质量数不变,说明发生的是β衰变,同时知a=84.由 Bi→ Tl是核电荷数减2,说明发生的是α衰变,同时知b=206,由 Tl→ Pb发生了一次β衰变.故选B.
(1)写出核反应方程.
(2)求出质量亏损.
(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰,则氚核和α粒子的动能比是多少?
(4)α粒子的动能是多大?
解析(1)核反应方程为 Li+ n→ H+ He+4.8 MeV
(2)依据ΔE=Δmc2得,Δm= u≈0.005 2 u
(3)根据题意有m1v1=m2v2
式中m1、v1、m2、v2分别为氚核和α粒子的质量和速度,由上式及动能Ek= ,可得它们的动能之比Ek1∶Ek2= ∶ = ∶ =m2∶m1=4∶3.
章末总结
原子核
一、对核反应方程及类型的理解
1.四类核反应方程的比较
名称
核反应方程
时间
其他
衰变
α衰变
92U→ 90Th+ He
1896年
贝克勒尔
β衰变
90Th→ 91Pa+0-1e
裂变
92U+ n→ Sr+ 54Xe
+10 n+141MeV
1938年
原子弹
原理
聚变
H+ H→ He+ n
+17.6 MeV
2.(半衰期的有关计算)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”.
(1)完成“氦燃烧”的核反应方程: He+______→ Be+γ.
(2) Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s.一定质量的 Be,经7.8×10-16s后所剩下的 Be占开始时的________________.
(2)注意在核反应方程中,质量数和电荷数是守恒的;在解有关力学综合问题时,还有动量守恒和能量守恒.
例1 能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程中,表述正确的是()
A. H+ H→ He+ n是核聚变反应
B. H+ H→ He+ n是β衰变
C.23592U+ n→14456Ba+ Kr+3 n是核裂变反应
4.(核反应与能量、动量结合问题)两个动能均为1 MeV的氘核发生正面碰撞,引起如下反应: H+ H→ H+ H.
(已知 H的质量m0=2.013 6 u, H的质量m1=3.015 6 u, H的质量m2=1.007 3 u)
(1)此核反应中放出的能量ΔE为______________.
(2)若放出的能量全部变为新生核的动能,则新生的氚核具有的动能是______.
计算公式:N余=N原( )n或m余=m原( )n,
其中n= ,τ为半衰期.
2.确定衰变次数的方法
(1) X→ Y+n He+m e
根据质量数、电荷数守恒得
A=A′+4n
Z=Z′+2n-m
二式联立求解得α衰变次数n和β衰变次数m.
(2)根据α衰变和β衰变(β衰变质量数不变)直接求解.
例2
图1
放射性元素 U衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成 Bi,而 Bi可以经一次衰变变成 X(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成 Tl, X和 Tl最后都变成 Pb,衰变路径如图1所示.则()
答案B
三、核能的计算
1.利用质能方程来计算核能
(1)根据核反应方程,计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm.
(2)根据爱因斯坦质能方程E=mc2或ΔE=Δmc2计算核能.方程ΔE=Δmc2中若Δm的单位用“kg”、c的单位用“m/s”,则ΔE的单位为“J”;若Δm的单位用“u”,可直接用质量与能量的关系式1 u相当于931.5 MeV推算ΔE,此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”,即1 u=1.66×10-27kg,相当于931.5 MeV,即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV,这个结论可在计算中直接应用.
C. U+ n→ Sr+ Xe+________
D. H+ H→________+ n
其中属于衰变的是________,属于人工转变的是______,属于裂变的是_______,属于聚变的是________.
答案 H e10 n HeBACD
解析根据电荷数守恒和质量数守恒可完成核反应方程,然后判断核反应的类型.
设碰后氚核和质子的动能分别为Ek1和Ek2,
则 = = = = = ,
故新生的氚核具有的动能为
Ek1= ΔE= ×4.005 MeV≈1.001 MeV.
(4)α粒子的动能
Ek2= (Ek1+Ek2)= ×4.8 MeV≈2.06MeV
答案(1) Li+ n→ H+ He+4.8 MeV
(2)0.005 2 u(3)4∶3(4)2.06 MeV
1.(对核反应的理解)完成下列核反应方程.
A.14 7N+ He→ 8O+________
B. P→ Si+________
B.释放出6.0 MeV的能量
C.释放出24.0 MeV的能量
D.吸收4.9 MeV的能量
解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为 H+ H→ He,因氘核的平均结合能为1.1MeV,氦核的平均结合能为7.1 MeV,故结合前氘核的能量为E1=2×1.1 Mev=2.2 MeV,结合后氦核的能量E2=4×7.1 MeV=28.4 Mev,所以ΔE=2E1-E2=-24.0 MeV,式中负号表示释放核能,故选C.
答案(1)4.005 MeV(2)1.001 MeV
解析(1)此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为:
Δm=(2×2.013 6-3.015 6-1.007 3) u=0.004 3 u,
ΔE=Δmc2=0.004 3×931.5 MeV≈4.005 MeV.
(2)因碰前两氘核动能相同,相向正碰,故碰前的总动量为零.因核反应中的动量守恒,故碰后氚核和质子的总动量也为零.设其动量分别为p1、p2,必有p1=-p2.
答案C
四、核反应与动量、能量相结合的综合问题
1.核反应过程中满足四个守恒:质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒.
2.核反应过程若在匀强磁场中发生,粒子在磁场中做匀速圆周运动,衰变后的新核和放出的粒子(α粒子、β粒子)形成外切圆或内切圆.
例4 用中子轰击锂核( Li)发生核反应,生成氚核( H)和α粒子,并放出4.8 MeV的能量.
D.23592U+ n→14054Xe+ Sr+2 n是α衰变
解析B项为轻核聚变,β衰变的实质为一个中子转化为一个质子后释放出一个电子,选项B错误;α衰变的实质是释放氦核(α粒子),而D项是重核裂变,并未释放α粒子,选项D错误,正确选项为A、C.
答案AC
二、半衰期及衰变次数的计算
1.半衰期:大量放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.
氢弹原理
人工转
变
正电子
Al+ He→ P+ n
P→ Si+0+1e
1934年
约里奥·
居里夫妇
发现
质子
7N+ He→ 8O+ H
1919年
卢瑟福
发现
中子
Be+ He→ 6C+ n
1932年
查德威克
2.解题时注意事项
(1)熟记一些粒子的符号
α粒子( He)、质子( H)、中子( n)、电子(0-1e)、氘核( H)、氚核( H)
2.利用平均结合能来计算核能
原子核的结合能=核子的平均结合能×核子数.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差,就是该次核反应所释放(或吸收)的核能.
例3 已知氘核的平均结合能为1.1 MeV,氦核的平均结合能为7.1 MeV,则两个氘核结合成一个氦核时()
A.释放出4.9 MeV的能量