衰变及其规律PPT课件
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【答案】 0.99 MeV
• 【方法总结】
• 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一个二元一
次方程组的解．有了这个方程组，确定衰变次
数就十分方便．
• 实际确定方法：根据β衰变不改变质量数，首先 由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷 数守恒确定β衰变次数．
例1
1 1 2 2EkH＋ΔE＝ mHevHe＋ mnv2 n. 2 2 联立以上三式解得氦核的动能为 mn2EkH＋ΔE 1 2 EkHe＝ mHevHe＝ 2 mHe＋mn － 1.6745×10 27×2×0.35×3.26 ＝ MeV －27 － 27 5.0049×10 ＋1.6745×10 ＝0.99 MeV.
• • • • •
A．X1―→137 56Ba＋10n B．X2―→131 54Xe＋ 0－1e C．X3―→137 56Ba＋ 0－1e D．X4―→131 54Xe＋11p 【精讲精析】 根据核反应方程的质量数、电 荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变 为选项C,131I的中子数为131－53＝78， 137Cs的中子数为137－55＝82. • 【答案】 B C 78 82
• 4．核能的有关计算
• (1)根据质量亏损计算
• 根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时
质量亏损 (Δm) 的千克数乘以真空中光速 (3×108
m/s)的平方，
• 即ΔE＝Δmc2.①
• (2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能
量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质
量单位数乘以931.5 MeV，
(2011 年高考海南卷 )2011 年 3 月 11 日，
日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核 泄漏事故．在泄漏的污染物中含有 131I 和 137Cs 两 种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体
有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分
别 反 映 131I 和 137Cs 的 衰 变 过 程 ， 它 们 分 别 是 ________和________(填入正确选项前的字母 ).131I 和 137Cs 原 子 核 中 的 中 子 数 分 别 是 ________ 和 ________．
kg. 设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子
的动能，氦核的动能．
• 【精讲精析】 两个氘核发生聚变的质量亏损 与放出的能量分别为 • Δm＝2mH－mHe－mn • ＝(2×3.3426×10－27－5.0049×10－27－ 1.6745×10－27) kg＝5.8×10－30 kg， • ΔE＝Δmc2＝5.8×10－30×(3×108)2 J • ＝5.22×10－13 J＝3.26 MeV. • 两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒 ，由此有 • mHvH－mHvH＝mHevHe－mnvn. • 两个氘核发生聚变的过程，由能量守恒有
专题归纳整合
衰变及其规律 1．放射性元素的衰变
(1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的，它们
能够自发地放射出某种粒子而衰变成新的原子
核．
(2)衰变遵守以下规律：a.质量数守恒；b.电荷数 守恒；c.能量守恒；d.动量守恒．
2．天然放射性元素的两种衰变
A 4 4 (1)α 衰变：A X → Y ＋ Z Z－ 2 2He.
质量亏损和核能 1．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质 量亏损． 注意：质量数与质量是两个不同的概念． 2．质能方程 E＝mc2即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． 核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量 也要相应的减少，即ΔE＝Δmc2. 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ΔE＝Δmc2.
－
A A 0 (2)β 衰变：Z Z→Z＋ Y ＋ － 1 1e.
(3)γ 射线是伴随着 α 与 β 衰变同时产生的．
• (4)三种射线的实质和特征．
种类 组成 穿透本领
对空气的 电离作用
α射线 β射线 γ射线 光子流(高 高速氦核 高速电子流 频电磁波) 流 最弱 较强 最强 用纸能挡 穿透几毫 穿透几厘 住 米厚的铝板 米厚的铅板
• 即ΔE＝Δm×931.5 MeV.②
• 注意：式①中 Δm 的单位为 kg ，式②中 Δm 的
单位是u，ΔE的单位是阿MeV.
例2
两个动能均为 0.35 MeV 的氘核对心
正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子．已知
氘核的质量为 3.3426×10 － 27 kg ，氦核的质量为
5.0049×10 － 27 kg ，中子的质量为 1.6745×10 － 27
本章优化总结
知识网络构建
本 章 优 化 总 结
专题归纳整合
章末综合检测
知识网络构建
核 能
核 能
E＝mc2 爱因斯坦质能方程 2 ΔE＝Δmc 质量亏损的计算 核 核能核能的计算 能 核电站 核能的利用核能的安全性 核能的多种用途
很强 较弱 很弱
• 3.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，叫这种元素的半衰期． • (2)半衰期的有关计算 1n 1n 计算公式：N′＝N0( ) 或 m′＝m0( ) ， 2 2 其中，n＝t/τ. A′ 4 0 则核反应的方程为A X → Y ＋ n He ＋ m －1e. Z Z 2 根据电荷数守恒和质量数守恒可得方程为 A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m.
3．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 (或多个)中等质量核的反应过程．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．
• 【方法总结】
• 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一个二元一
次方程组的解．有了这个方程组，确定衰变次
数就十分方便．
• 实际确定方法：根据β衰变不改变质量数，首先 由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷 数守恒确定β衰变次数．
例1
1 1 2 2EkH＋ΔE＝ mHevHe＋ mnv2 n. 2 2 联立以上三式解得氦核的动能为 mn2EkH＋ΔE 1 2 EkHe＝ mHevHe＝ 2 mHe＋mn － 1.6745×10 27×2×0.35×3.26 ＝ MeV －27 － 27 5.0049×10 ＋1.6745×10 ＝0.99 MeV.
• • • • •
A．X1―→137 56Ba＋10n B．X2―→131 54Xe＋ 0－1e C．X3―→137 56Ba＋ 0－1e D．X4―→131 54Xe＋11p 【精讲精析】 根据核反应方程的质量数、电 荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变 为选项C,131I的中子数为131－53＝78， 137Cs的中子数为137－55＝82. • 【答案】 B C 78 82
• 4．核能的有关计算
• (1)根据质量亏损计算
• 根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时
质量亏损 (Δm) 的千克数乘以真空中光速 (3×108
m/s)的平方，
• 即ΔE＝Δmc2.①
• (2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能
量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质
量单位数乘以931.5 MeV，
(2011 年高考海南卷 )2011 年 3 月 11 日，
日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核 泄漏事故．在泄漏的污染物中含有 131I 和 137Cs 两 种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体
有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分
别 反 映 131I 和 137Cs 的 衰 变 过 程 ， 它 们 分 别 是 ________和________(填入正确选项前的字母 ).131I 和 137Cs 原 子 核 中 的 中 子 数 分 别 是 ________ 和 ________．
kg. 设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子
的动能，氦核的动能．
• 【精讲精析】 两个氘核发生聚变的质量亏损 与放出的能量分别为 • Δm＝2mH－mHe－mn • ＝(2×3.3426×10－27－5.0049×10－27－ 1.6745×10－27) kg＝5.8×10－30 kg， • ΔE＝Δmc2＝5.8×10－30×(3×108)2 J • ＝5.22×10－13 J＝3.26 MeV. • 两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒 ，由此有 • mHvH－mHvH＝mHevHe－mnvn. • 两个氘核发生聚变的过程，由能量守恒有
专题归纳整合
衰变及其规律 1．放射性元素的衰变
(1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的，它们
能够自发地放射出某种粒子而衰变成新的原子
核．
(2)衰变遵守以下规律：a.质量数守恒；b.电荷数 守恒；c.能量守恒；d.动量守恒．
2．天然放射性元素的两种衰变
A 4 4 (1)α 衰变：A X → Y ＋ Z Z－ 2 2He.
质量亏损和核能 1．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质 量亏损． 注意：质量数与质量是两个不同的概念． 2．质能方程 E＝mc2即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． 核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量 也要相应的减少，即ΔE＝Δmc2. 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ΔE＝Δmc2.
－
A A 0 (2)β 衰变：Z Z→Z＋ Y ＋ － 1 1e.
(3)γ 射线是伴随着 α 与 β 衰变同时产生的．
• (4)三种射线的实质和特征．
种类 组成 穿透本领
对空气的 电离作用
α射线 β射线 γ射线 光子流(高 高速氦核 高速电子流 频电磁波) 流 最弱 较强 最强 用纸能挡 穿透几毫 穿透几厘 住 米厚的铝板 米厚的铅板
• 即ΔE＝Δm×931.5 MeV.②
• 注意：式①中 Δm 的单位为 kg ，式②中 Δm 的
单位是u，ΔE的单位是阿MeV.
例2
两个动能均为 0.35 MeV 的氘核对心
正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子．已知
氘核的质量为 3.3426×10 － 27 kg ，氦核的质量为
5.0049×10 － 27 kg ，中子的质量为 1.6745×10 － 27
本章优化总结
知识网络构建
本 章 优 化 总 结
专题归纳整合
章末综合检测
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核 能
核 能
E＝mc2 爱因斯坦质能方程 2 ΔE＝Δmc 质量亏损的计算 核 核能核能的计算 能 核电站 核能的利用核能的安全性 核能的多种用途
很强 较弱 很弱
• 3.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，叫这种元素的半衰期． • (2)半衰期的有关计算 1n 1n 计算公式：N′＝N0( ) 或 m′＝m0( ) ， 2 2 其中，n＝t/τ. A′ 4 0 则核反应的方程为A X → Y ＋ n He ＋ m －1e. Z Z 2 根据电荷数守恒和质量数守恒可得方程为 A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m.
3．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 (或多个)中等质量核的反应过程．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．