核与粒子物理导论_习题解答 精品
核物理与粒子物理导论课件02放射性和核的稳定性
N1 = N1(0)e−λ1t
A1(t) = λ1N1 = λ1N1(0)e−λ1t = A1(0)e−λ1t
对于 B
dN 2 dt
= λ1N1 − λ2N2
对此微分方程求解，容易求得：
N2(t) = λ
λ1 −λ
N1(0)(e−λ1t − e−λ2t )
子体 B 的放射性活ຫໍສະໝຸດ 为A2 (t)=λ2 N 2 (t)
A Z
X→
Z
+A1Y
+
e−
,
A Z
X→Z
−A1Y
+
e+
,
A Z
X
+
e−
→Z
−A1Y
其中 e-和 e＋分别代表电子和正电子。
β − 衰变相当于原子核的一个中子变成了质子；β + 衰变和轨道电
子俘获相当于原子核的一个质子变成了中子。
处于激发态的原子核要向基态跃迁，这种跃迁称为γ 跃迁。 在γ 跃迁中通常要放出γ 射线。因此，γ 射线的自发放射一般是伴 随α或β射线产生的。
第二章 放射性和核的稳定性
§2.0 核与粒子的不稳定性
核基态的不稳定性 — 核转变（β、α） （弱作用和 库仑作用）
激发态的不稳定性 — γ衰变（电磁作用）
共振态衰变 — 粒子发射（强作用或核作 用）
§2.1 放射性衰变的基本规律
1．放射性的一般现象
原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。能自发地放射 各种射线的核素称为放射性核素(radioactive nucleus)，也叫不稳定的 核素(unstable nucleus)。放射性现象是由原子核的内部变化引起的。
=
λ1λ2 λ2 − λ1
精品K12学习高中物理 19.7-19.8 核聚变 粒子和宇宙课时作业(含解析)新人教版3-5
核聚变粒子和宇宙基础达标1．一个氘核(21H)与一个氚核(31H)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，该聚变过程中( )A．吸收能量，生成的新核是42HeB．放出能量，生成的新核是42HeC．吸收能量，生成的新核是32HeD．放出能量，生成的新核是32He【解析】由质量数和电荷数守恒可判断产生的新核是42He，其核反应方程式为21H＋31 H―→10n＋42He；由聚变反应中出现质量亏损可知，该反应放出能量，B选项正确．【答案】 B2．发生轻核聚变的条件是( )A．用中子轰击B．保持室温环境，增大压强C．把物质加热到几百万摄氏度以上的高温D．用γ光子照射【解析】发生轻核聚变的条件是使核的距离十分接近，达到10－15m，这就要使原子核获得很大的动能，所用方法是把它们加热到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫做热核反应，C选项正确．【答案】 C3．氘核(21H)和氚核(31H)的核反应方程如下：21H＋31H→42He＋10n.设氘核质量为m1，氚核质量为m2，氦核质量为m3，中子质量为m4，则反应过程中释放的能量为( )A．(m1＋m2＋m3)c2B．(m1＋m2－m4)c2C．(m1＋m2－m3－m4)c2D．(m3＋m4－m1－m2)c2【解析】此反应的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，释放能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2.【答案】 C4．氘和氚发生聚变反应的方程式是21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV，若有2 g氘和3 g氚全部发生聚变，N A为阿伏加德罗常数，则释放的能量是( )A．N A×17.6 MeV B．5N A×17.6 MeVC．2N A×17.6 MeV D．3N A×17.6 MeV【解析】由核反应方程可知1个氘核和1个氚核聚变成氦核时放出17.6 MeV能量和1个中子，则1 mol的氘和1 mol氚全部聚变成1 mol氦核时释放的能量为ΔE＝N A×17.6 MeV.【答案】 A5．关于粒子的分类，目前人们认为粒子世界是由下列哪三类粒子构成的( )A．媒介子、夸克、强子B．夸克、轻子、强子C．媒介子、轻子、强子D．质子、中子、电子【解析】按照粒子与各种相互作用的不同关系，把粒子分为三大类，即强子、轻子和媒介子．【答案】 C6．以下说法正确的是( )A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子B．质子、中子、介子和超子都属于强子C．强子、轻子都有内部结构D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子【解析】最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，故选项A错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以，C错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，D不正确．【答案】 B7．关于粒子，下列说法正确的是( )A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B．强子都是带电粒子C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论π0.其中K－介子和π介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径：1介子的轨迹未画出．由此可知π－的动量大小与)A．：1 B．：2．：3 D．：6【解析】带电粒子Kp－：R＝：1－：在衰变后介子与π介子动量方向相反，设负值，由动量守恒p＝：3－：【答案】．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子。
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (32)
λl/λ0
0 1
（2）形成因子的影响 另一条件是假设α 粒子在α 衰变前就存在于核内。实际情况可能不是这样，而是α 粒子在衰变过程中才形成的。若设形成α 粒子的概率为 k，那么
λ = knP = k
υ
α k 称为形成因子。 由于 k≤1， 于是依 k 值的不同， 衰变就有可能出现不同程度的禁戒。 而 k 值的大小与原子核结构有密切关系，两者之间的联系规律如何，至今还没有了解清 楚。
F = Texp / Tth
或以衰变常量λ的理论值λth 与实验值λexp 之比来表示
F = λth / λexp
对奇 A 核， 一般在 100~1000 范围； F 奇奇核的 F 则更大， 个别核的禁戒因子高达 1014。 现就理论与实验分歧的原因讨论下面两个问题： （1）角动量的影响 公式是在假设α 粒子带走的轨道角动量 l=0 时推导出来的。如果 l≠0， r>R 时的 V(r)应为库仑势能 Vc(r)与离心势能 Vl(r)之和，即
G=
2 μ ( Z − 2)e 2 2ε 0 h E d
4 e[ μ ( Z − 2 ) R ]1 / 2 − πε 0 h
于是α 粒子穿透势垒的概率成为
⎧ 2 μ ( Z − 2)e 2 4e[ μ ( Z − 2) R ]1 / 2 ⎫ ⎪ ⎪ P = exp ⎨− + ⎬ πε 0 h 2ε 0 h E d ⎪ ⎪ ⎩ ⎭
l (l + 1)h 2 l (l + 1)(hc) 2 l (l + 1) Vl ( R ) = = ≈ 10 2 μR 2 2μ c 2 R 2
(MeV )
ห้องสมุดไป่ตู้
l＝3，Vl(R)≈1 MeV，而库仑势垒一般大于 20 MeV，计算表明，角动量对衰变概率的影 响通常不会改变数量级的大小， 5-4 中列了对 Z＝90， 表 E＝4.5 MeV 时的角动量对α 衰 变概率的影响。 表 5-4 L 角 动 量 对 α 衰 变 概 率 的 影 响 1 0.84 2 0.60 3 0.36 4 0.18 5 0.078 6 0.028
2020_2021学年高中物理第十九章原子核78核聚变粒子和宇宙课后作业含解析新人教版选修3_520
核聚变 粒子和宇宙时间：45分钟一、选择题(1～6题为单选，7～10题为多选)1．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( B )A ．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B ．聚变反应每个核子释放的平均能量一定比裂变反应大C ．聚变反应中粒子的比结合能变小D ．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增大解析：在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，故A 错误；由于聚变反应中释放出巨大的能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C 、D 错误．2．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的．u 夸克带电荷量为23e ，d 夸克的带电荷量为－13e ，e 为元电荷，下列说法中可能正确的是( B ) A ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 解析：质子11H带电荷量为2×23e ＋(－13e )＝e ，中子10n 带电荷量为23e ＋2×(－13e )＝0.可见B 正确．3．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV 的能量，当三个α粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26 MeV 的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为( D )A ．21.04 MeVB ．35.56 MeVC ．77.64 MeVD ．92.16 MeV解析：6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV＝84.90 MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.90 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV.4．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电荷量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布，他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是( B )A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成解析：根据反物质的定义可判断B正确．5．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程，中微子的质量极小，不带电，很难被探测到，人们最早是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．关于一个静止的母核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面的说法中正确的是( C )A．子核的动量与中微子的动量相同B．母核的电荷数小于子核的电荷数C．母核的质量数等于子核的质量数D．子核的动能大于中微子的动能解析：原子核(称为母核)俘获电子的过程中动量守恒，初状态系统的总动量为0，则子核的动量和中微子的动量大小相等，方向相反，故A错误；原子核(称为母核)俘获一个核外电子(使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程，电荷数少1，质量数不变，故B错误，C正确．子核的动量大小和中微子的动量大小相等，由于中微子的质量很小，根据E k＝p22m知，中微子的动能大于子核的动能，故D错误．6．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子，同时放出一个γ光子．已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是( D )A．这个核反应是裂变反应B．这个反应的核反应方程是21H＋31H→42He＋210n＋γC．辐射出的γ光子的能量E＝(m3＋m4－m1－m2)c2D．辐射出的γ光子在真空中的波长λ＝hm1＋m2－m3－m4c解析：一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，这是核聚变反应，A、B选项错误．核反应的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3－m4)c2，C选项错误．γ光子在真空中的频率ν＝Eh，波长λ＝cν＝chE＝chm1＋m2－m3－m4c2＝hm1＋m2－m3－m4c，D选项正确．7．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(32He)”的化学元素，是热核聚变的重要原料，科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3(32He)”与氘核聚变，下列说法中正确的是( AD ) A．核反应方程为32He＋21H→42He＋11HB．核反应生成物的质量将大于参加反应的物质的质量C．氦3(32He)一个核子的结合能大于氦4(42He)一个核子的结合能D．氦3(32He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量解析：氦3(32He)与氘核聚变的核反应符合质量数与电荷数守恒，且聚变是放能反应，有质量亏损，新核的结合能大，故选A、D.8．关于核聚变，以下说法正确的是( ACD )A．与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B．世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用D．地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核解析：与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理，但核聚变不易控制其发电，还没有投入实际运行，所以B项是不正确的．9．下列说法正确的是( BC )A．聚变是裂变的逆反应B．核聚变反应须将反应物加热到数百万开尔文以上的高温，反应时放出能量C．轻核聚变比裂变更为安全、清洁D．强子是参与强相互作用的粒子，中子是最早发现的强子解析：聚变和裂变的反应物和生成物完全不同，两者无直接关系，并非互为逆反应，故A错；实现聚变反应必须使参加反应的轻核充分接近，需要数百万开尔文的高温，但聚变反应一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量，所以聚变反应还是释放能量，故B正确；实现聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了，另外，聚变反应比裂变反应生成的废物数量少，容易处理，故C对；质子是最早发现的强子，故D错．10．下列说法正确的是( ADE )A．氢原子从第一激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小C．Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4D．α粒子散射实验能揭示原子具有核式结构E．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应解析：根据hν＝E1－E2可知，氢原子从第一激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，A正确；放射性物质的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，温度升高，其半衰期不变，B错误；Th核发生一次α衰变时，即放出一个α粒子时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2，C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，D正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，即轻核聚变，E正确．二、非选择题11．已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，32He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成32He并放出一个中子，释放的核能全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，32He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式．(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少？答案：(1)21H＋21H―→32He＋10n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV解析：(1)核反应方程为：21H＋21H―→32He＋10n(2)质量亏损为：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV(3)设中子和32He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2.反应前每个氘核的动能是E0，反应后中子和32He核动能分别为E1、E2，根据动量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0，E1 E2＝p22m1∶p22m2＝m2m1＝3，E2＝E13＝1.04 MeV由能量的转化和守恒定律，得E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV.12．天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀．不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr.式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定．为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的．假定大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远．这一结果与上述天文观测一致．由上述理论和天文观测结果可估算宇宙年龄T，其计算式如何表达？根据观测，哈勃常数H＝3×10－2 m/s·光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为多少年？答案：T＝1H1×1010年解析：由于大爆炸后各星体做匀速运动，令宇宙年龄为T，则星球现距我们的距离为r＝vT＝HrT，得T＝1H.T＝1H＝13×10－2 m/s·光年＝1 s·光年3×10－2 m＝1×365×24×3 600×3×1083×10－2×3 600×24×365年＝1×1010年．。
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (6)
166习 题7-1．原子核69Zn 处于能量为436 keV 的同核异能态时，试求放射γ 光子后的反冲动能E R γ和放射内转换电子后的反冲动能E Re 。
若69Zn 处于高激发态，可能发射中子，试求发射能量为436keV 中子后的反冲能E Rn 。
(已知K 层电子的结合能为9.7keV 。
)7-2．试计算1μg 重的137Cs 每秒放出多少个γ 光子。
(已知137Cs 的半衰期为30.17a ， β衰变至子核激发态的分支比为93%，子核γ 跃迁的内转换系数分别为αK =0.0976， K L =566.，260.0=LM 。
) 7-3．放射源衰变至的激发态，然后接连通过两次γ 跃迁至基态。
由β磁谱仪在曲率半径为20cm 处测得此放射源的内转换K 电子的峰与场强0.02575，0.02166 T 对应。
已知Ti 的K 电子结合能为5.0keV ，试求γ 跃迁的能量。
Sc 4621β−Ti 4622 7-4．实验测得有两组βSb12051()a +电子：0.52 MeV ，=5.5；1.70 MeV ，=4.5。
后者为相应至基态之跃迁。
一条γ 射线，其能量为1.181MeV ，属E 2型。
已知基态的自旋和宇称为0log /fT 12log /fT 12Sn12050()b Sn12050+，试画出衰变纲图，并标出各能级的自旋和宇称。
7-5．设一核有大致等距分布的四条能级，其能级特性从下至上依次为21+，29+，23-，29-。
试画出能级图，标明最可能发生的跃迁类型。
7-6．通过K 俘获衰变至的激发态，后者跃迁至基态时，放出一系列γ 光子或内转换电子。
由β 磁谱仪测得22条内转换电子谱线（见下表）。
试确定所放出的γ 光子的能量，并画出的能级图。
(已知K ，L ，M 层电子的结合能分别为11.9、1.5和0.2keV 。
) Se 7534As7533As 7533内转换电子能量(keV)（带*者发生在K 层)23.2 95.3 186.9 293.4 24.4 96.5 197.2 303.454.3 109.4* 253.3 390.0 64.6 124.3 263.6 400.5 68.9* 134.7 268.2 85.0 136.0 278.5 7-7．对于下列γ 跃迁，已知跃迁类型和始态的能级特性，试求末态的能级特性：（i ）；(ii)；(iii) ；(iv) ；(v) 。
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (7)
129习 题6-1．利用核素质量，计算的β 谱的最大能量。
He H 3231→m E 6-2．既可产生衰变，也可产生K 俘获，已知的最大能量为1.89 MeV ，试求K 俘获过程放出的中微子的能量。
V 4723β+β+E v 6-3．样品中含RaE 4.00 mg ，实验测得半衰期为5.01d ，放出β 粒子的平均能量为0.337 MeV ，试求样品的能量辐射率W 。
6-4．设在标准状态下的2.57 cm 3的氚气样品中，发现每小时放出0.80 J 的热，已知氚的半衰期为12.33 a ，试求：衰变率D ；()β 粒子的平均能量()a b E β；()c E β与β 谱的最大能量之比m E E β/。
m E 6-5．的衰变能＝0.87 MeV ，试求的反冲能。
Li Be 73K74→d E Li73R E 6-6．32P 的β 粒子最大能量＝1.71 MeV ，计算放出β 粒子时原子核的最大反冲能和发射中微子时核的最大反冲能。
m E E Re v E R 6-7．放射源有：(两组电子，其最大能量和分支比为0.69 MeV ，16%和1.36 MeV ，16％，后者为相应至基态之衰变；(两组电子，其最大能量和分支比为0.92 MeV ，25％和1.53 MeV ，2.8％，后者为相应至基态之衰变；(两组单能中微子：1.93 MeV ，38％和2.54 MeV ，2.2％。
试作出的衰变纲图，并求该放射源所放出的γ 射线的能量。
（已知Ge 的K 电子结合能为≈0.01 MeV 。
）As 7433)a β−Se 7434)b β+Ge 7432)c As 7433 6-8．计算24Na 的衰变的β 粒子最大能量，为什么在实验中没有观察到达这组能量的β 粒子？β−m E6-10．对于，查表得，并已知子核的能级特性为0CaSc 4220s68.04221+→β3.3m 10),(=E Z f +。
试求log 值，并以此判断母核的能级特性。
(新教材适用)高中物理第五章原子核4.核裂变与核聚变5.“基本”粒子课后习题新人教版选择性
4.核裂变与核聚变5.“基本”粒子基础巩固1.(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应为n Ba Kr+n,下列说法正确的有()A.上述裂变反应中伴随着中子放出B.铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响答案:AC解析:从裂变反应方程可以看出裂变反应中伴随着中子放出,A对。
铀块体积对链式反应的发生有影响,B错。
铀核的链式反应可人工控制,C对。
铀核的半衰期不会受到环境温度的影响,D错。
2.(多选)当一个重核裂变时,它所产生的两个核()A.含有的总质子数比裂变前重核的质子数少B.含有的总中子数比裂变前重核的中子数少C.裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D.可能是多种形式的两个核的组合答案:BD解析:一个重核裂变时,在产生两个核的同时,也放出中子,所以新产生的两个核的总中子数比裂变前重核的要少,两个核的总质子数与裂变前重核的质子数相等,选项A错误,选项B正确。
裂变时放出的能量主要是反应前后质量亏损而产生的能量,要远大于俘获中子时得到的能量,C项错误。
重核裂变的产物是多种多样的,D项正确。
3.下列说法正确的是()A.聚变是裂变的逆反应B.如果裂变释放能量,则聚变反应必定吸收能量C.聚变需将反应物加热至数百万度以上的高温,显然是吸收能量D.裂变与聚变均可释放巨大的能量答案:D解析:从形式上看,裂变与聚变似乎是互为逆反应,但其实不然,因为二者的反应物和生成物完全不同。
裂变是重核分裂成中等核,而聚变则是轻核聚合成为次轻核,无直接关联,并非互为逆反应,A选项错误。
裂变与聚变不是互为逆反应,则在能量流向上也不必相反,B选项错误。
要实现聚变反应,必须使参加反应的轻核充分接近,需要数百万度的高温提供能量,但聚变反应一旦实现,所释放的能量远大于所吸收的能量,因此,总的来说,聚变反应还是释放能量,C选项错误,D选项正确。
4.(多选)已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (8)
112习 题5-1．实验测得210Po 的α 粒子能量为5301 keV ，试求其衰变能。
5-2．利用核素质量，计算226Ra 的α 衰变能和α 粒子的动能。
5-3．Bi 衰变至T1，有两组α 粒子，其能量分别为E （α83211812070）＝6621 keV ，E （α1） =6274 keV 。
前者相应为母核基态衰变至子核基态；后者相应为母核基态衰变至子核的激 发态。
试求子核T1激发态的能量，并画出此衰变纲图。
81207 5-4． Po α 衰变至Pb ，已知α 粒子的动能E 8421882214k 为5.988 MeV ，试计算反冲核Pb82214的动能，并求出α 衰变能E d 。
5-5．一块重为半公斤的核燃料纯239Pu ，试计算这块核燃料存放时由于α 衰变放出的 功率为多少瓦（W ）？5-6．试计算α 粒子对于Ne ，Sn ，U 的库仑势垒，设r 102050112922380＝1.45fm 。
5-7．已知ThC ′（Po ）对于基本α 粒子组（E 212840＝8.785 MeV ）的半衰期为3×10-7s ，试计算激发核ThC ′对于发射长射程α 粒子（E 3＝10.55 MeV ）的平均寿命，在计算时假定α 粒子碰撞势垒的次数，在激发核内和在非激发核内都是相同的。
5-8．试计算：（i ）223Ra 发射14C 的动能E k 和库仑势垒V C ；（ii ）53m Co 发射质子的动能E k 和库仑势垒V C 。
5-9．利用结合能的半经验公式，推导出原子核发射质子的衰变能随Z ，A 变化的关系式。
5-10．为什么能量低于2MeV 和高于9MeV 的α 放射性很少见？5-11．为什么基态偶偶核α 衰变时能量最大的α 粒子强度最大？而奇A 核的就不一定？ 5-12．有没有α 稳定线？为什么？112。
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (4)
226习 题9-1．试求的反应能Q 和阈能E Ben)Li(p,7473th 。
9-2．试求中子与16O ，17O 核作用时发生（n ，2n ）反应的阈能E 1和E 2，并解释两个阈能值的巨大差别。
9-3．用能量为1.51MeV 的氘引起反应11B （d ，α ）9Be 中，在θ=°90方向测得α 粒子能量为6.37MeV ，试求反应能Q 。
9-4．210Po 的α 粒子（）在MeV 3.5=αE 9Be 靶上可以产生（α，n ）反应，试求出射___________________________① C.H. Dasso and A. Vitturi ．Phys. Rev. C50(1994)R12② M.S. Hussein et al ．Phys. Rev. C46(1992)377角θ=°90时的中子能量E n 。
9-5．反应10B （n ，α）7Li 用来记录慢中子，试求α 粒子的动能E α 和反冲核的动能E R 。
9-6．引起反应7Li （p ，α ）4He 的质子能量为1MeV 时，如果两个α 粒子相对于入射质子方向对称飞开，试求每一α 粒子的动能E α 和出射角θ 。
9-7．试求镭一铍中子源的最大中子能量E m 。
已知镭源的α 粒子的最大能量为7.69MeV 。
9-8．快中子照射铝靶时，能发生反应27Al(n ，p)27Mg ，Al min 46.9Mg 272127→=−T β。
已知铝靶面积为2×5cm 2，厚为1cm ，靶面垂直于中子束，铝靶经通量密度为107cm -2⋅s -1的快中子长期照射后，经过20.4min ，还有4.18×102Bq 的放射性，试求该反应的截面σ 。
9-9．用20μA 的3.5MeV 的质子束轰击厚为50mg ⋅cm -2的7Li 靶，通过7Li （p ，n ）7Be 反应产生放射性核素7Be 。
设反应截面为300mb ，试求轰击2h 后的放射性活度A 。
核与粒子物理导论_习题解答
附录F ，习题解答 习题00.1, 根据粒子康普顿波长的定义：21()()1c c cm mc mc MeV m-=== 和基本常数值，带入左边的公式。
把求出结果依次填表 0.2, 类点的带电粒子（Ze ，m ）相距为该粒子的康普顿波长的库伦能和静止能量之比：2()c cE mc Z α= 0.3, 404.410G c V V -=⨯0.4, 由式（0.11）可计算（式中的m 用系统的折合质量,i Hi Hm M m M μ=+代替。
1201();2c i Ki a μαεμα-==0.5,222332124115[]()[];7.7910[][][]6.58210[][][]0.19710[]c cm c MeV m s MeV s m c MeV m σσττ------=⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯ 习题11,1911年居里夫人制备的第一个国际标准镭放射源，含(226-Ra )mg 74.16。
求当时源的放射性活度以及目前该标准源还含有多少mg 的(226-Ra )，放射性活度是多大?(226-Ra 的半衰期为1600年)解：活度A ＝λNλ＝τ－1=ln2/T 1/2=0.693/1600x3.1557x107=1.37x10-11s -1. N=(16.74x10-3/226)x6.023x1023=4.461x1019. A=1.37x10-11x4.461x1019=6.11x108Bq=0.016CiM(t)=M0exp[-λ(t-t0)]=M02-[(t-t0)/T1/2] ;t-t0=2008-1911=89M(2008)=16.74x2-(89/1600)=16.74x0.9622=16.11mg1. 由于宇宙线的轰击,地球环境中含有痕量放射性核素,(14-C )和(40-K )。
它们的特性列表如下:研究表明,生存在地球上的人通过新陈代谢人体内含有炭比例18％,含钾比例2.0％(均为质量比)。
粒子物理学导论
导
论
粒
子 物
理
学
前言
自 1897 年汤姆逊发现电子，人类首次敲开了原子体系的大门，开始对这一人类周围乃 至在整个宇宙中都广泛存在的物质存在形式有了初步的了解。至 1911 年卢瑟福建立原子模 型，1925 年薛定谔给出薛定谔方程，人类对原子的内部有了基本的了解。此后，人类对原 子的认识逐渐增多。 然而，关于质子等粒子的结构问题却迟迟没有进展。为了和实验相吻合，人类在粒子的 解释上陷入了严重的误区。从 1935 年汤川秀树提出介子理论至今，人类在粒子的问题上一 再犯错。后来的标准模型更是将整体的研究推向了极端。然而，这种错误不能持续下去。在 错误的道路上行走不能够前进。 对原子体系的认识只是人类应该了解的关于宇宙的很小的一部分， 如果只是纠缠于这一 小部分，很难想象人类社会能获得快速的发展。 自文艺复兴以来， 以物理学为代表的自然科学推动了人类整体社会的发展。 这五百多年 来， 人类从对神灵崇拜等的愚昧思想中解放出来， 开始关注自身， 关注并开始认识存在社会。 至目前为止， 计算机等产品的应用使人类获得了对外界社会一定程度的控制力。 与此伴随的 是，人类对地球上存在的生物的构造了解的也越来越深入。这五百多年来，人类从整体上都 取得了巨大的进步。 然而，这一发展历程仍然是很短暂的，只有五百多年的历史。至现在为止，人类对许多 事物的认识仍然停留在表面。 对电磁现象的解释仍然是纯实验性的， 量子力学的许多理论仍 然建立在猜测的基础之上。新的以科技、资本流动等为基础的社会形式只从西欧起源，到目 前为止实质上只扩散到了整个欧洲、北美地区、大洋洲和东亚地区。广大的中、南、西、东 南亚， 拉丁美洲和非洲地区仍然没有实质性融入新形式的文明社会。 而许多先进入这种形式 社会的国家非但不帮助旧社会形式的国家发展， 以使人类整体快速发展， 反而因为狭隘的心 胸对这些国家的发展横加阻拦。 朝鲜等国家甚至还在进行着所谓的社会主义和资本主义的无 知对抗。就活动范围而言，由于发展历史短，人类现在仍然很难出地球，离开太阳系更是天 方夜谭。就能源的利用来看，以煤、石油、天然气为主要组成部分仍然占据着人类生活的主 流。就思想层面来看，对所谓神灵的崇拜等残余思想仍然存在，而且随着每次人类经济的低 迷其都可能出现一定程度的反弹， 甚至许多邪教组织仍然存在。 现在美欧等国的国民思想甚 至越来越趋向于表面化、浅薄化。……总的来说，人类社会还有很长的路要走。 有一种认识是，任何科学理论都至少是自然真正规律的近似，而不可能完全错误。这种 认识是错误的。由于发展历程短，以前的研究者研究的多是十分表面的内容，由此建立的理 论容易与事实对照， 只有与事实有十分强的符合度的理论才会被研究者保留。 因而保留下来 的研究者所建立的理论一般只是认识深度不够，而不会完全错误。然而，随着探索的深入， 很多理论难以与事实很快对应， 再加上研究者的急躁心理， 很多情况下犯错误恐怕是难免的。 比如近几十年来出现的标准模型，弦、膜理论等等明显不正确的理论，还有为了解释粒子的 行为而出现的量子场论、量子色动力学等。以前有许多错误的认识，因为被事实否定而很少 被提及了，比如燃素说及原子不存在的认识。犯错误并不可怕，甚至可以说，在探索的道路 上，犯错误是难免的。所要做的是继续探索下去，逐步找到正确的理论。因此，纵使整个人 类犯了幼稚的错误，我请读者也不要大惊小怪：在发展的道路上，犯错误往往是难免的。 本书探讨的是粒子的结构问题， 由于粒子的许多问题涉及更深层次的问题， 作者目前尚 不能探讨。 在探讨之中， 作者给出了关于地球及周围最广泛存在的物质存在形式——作者称 之为原子体系的形式的基本图像。 阅读中读者可以看到， 这一体系的基本存在形式实际上非 常简单。 “原子体系”等作者自己创造的概念并不一定是恰当的，若读者感觉不合理，可自 己创造更好的概念以替代作者给出的原概念。 作者还对一些目前使用的作者认为不恰当的概
高中物理选择性必修第三册课后习题 第5章 原子核与基本粒子 3.核反应 结合能
3.核反应 结合能课后训练巩固提升一、基础巩固1.(海南卷)100年前,卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X,后来科学家用α粒子轰击铍核证实了这一猜想,该核反应方程为24He +49Be612C+n m=1,n=0,=1,n=0,=0,n=1,=0,n=1,X是电子,因此4+9=12+m,2+4=6+n,解得m=1,n=0,X 是中子,故A 正确,B 、C 、D 错误。
2.(多选)关于核能,下列说法正确的有( ) A.核子结合成原子核时,需吸收能量 B.核子结合成原子核时,能放出能量C.不同的核子结合成原子核时,所需吸收的能量相同D.使一个氘核分解成一个中子和一个质子时,需吸收一定的能量,有质量亏损,会释放能量,质量亏损越大,释放能量越多,故A 、C 错误,B 正确;当一个中子和一个质子结合成一个氘核时,有质量亏损,氘核的质量小于中子与质子的质量之和,向外放出一定的能量,同理,当原子核分裂成核子时,则需吸收能量,故D正确。
3.(多选)对于爱因斯坦提出的质能方程E=m·c2,下列说法正确的是( )A.获得一定的能量,质量也相应地增加一定的值B.物体一定有质量,但不一定有能量,所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系C.根据ΔE=Δm·c2,可知质量减少能量就会增加,在一定条件下质量转化为能量D.根据ΔE=Δm·c2可以计算核反应中释放的核能ΔE=Δmc2知,物体获得一定的能量,它的质量也相应地增加一定值,故A正确;根据质能方程知,一定量的质量和能量是相联系的,物体有一定的质量,就有一定量的能量,故B错误;质量和能量不可以相互转化,故C错误;公式ΔE=Δmc2中Δm是亏损的质量,ΔE是释放的核能,故D正确。
4.已知氘核的比结合能为1.1 MeV,氦核的比结合能为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:依据核反应书写规律,两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为12H+12H24He;氘核的比结合能为1.1MeV,氦核的比结合能为7.1MeV,聚变反应前两个 12H 的总结合能为E 1=2×2×1.1MeV=4.4MeV,反应后生成的氦核的结合能为E 2=4×7.1MeV=28.4MeV,所以反应释放的核能ΔE=E 1-E 2=(4.4-28.4)MeV=-24.0MeV,负号表示释放能量,故C 正确,A 、B 、D 错误。
物理核力试题及答案
物理核力试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 核力是一种：A. 引力B. 电磁力C. 强相互作用力D. 弱相互作用力2. 核力的作用范围通常是：A. 宏观尺度B. 微观尺度C. 原子尺度D. 分子尺度3. 核力与下列哪项物理量无关？A. 距离B. 质量C. 电荷D. 温度4. 核力的强度随距离的增加而：A. 增强B. 减弱C. 不变D. 先增强后减弱5. 核力是：A. 吸引力B. 排斥力C. 既有吸引力也有排斥力D. 无作用力6. 核力主要作用于：A. 电子B. 质子C. 中子D. 质子和中子7. 核力的载体粒子是：A. 光子B. 胶子C. W和Z玻色子D. 引力子8. 核力的强度与下列哪项物理量成正比？A. 电荷量B. 质量C. 距离的平方D. 距离的倒数9. 核力在下列哪种情况下最强？A. 原子核内部B. 原子核外部C. 原子核表面D. 原子核与电子之间10. 核力的发现对下列哪个领域的发展影响最大？A. 化学B. 物理学C. 材料科学D. 生物学二、填空题（每题2分，共20分）1. 核力是原子核内部______和______之间的相互作用力。
2. 核力的强度在距离原子核中心约______范围内最强。
3. 核力的作用距离非常短，通常不超过______。
4. 核力的强度不随______的变化而变化。
5. 核力是______相互作用力中最强的一种。
6. 核力的发现为______提供了理论基础。
7. 核力的载体粒子是______，它们在量子色动力学中传递强相互作用。
8. 核力的强度与距离的关系可以用______来描述。
9. 在原子核内部，核力可以克服______之间的排斥力。
10. 核力的研究对于理解______的形成和性质至关重要。
三、简答题（每题10分，共50分）1. 简述核力与电磁力的主要区别。
2. 描述核力在原子核结构中的作用。
3. 解释为什么核力的作用距离非常短。
4. 讨论核力的发现对现代物理学的影响。
高中物理第十九章原子核第7节第8节核聚变粒子和宇宙课后作业含解析新人教版选修3_5
第7节、第8节 核聚变 粒子和宇宙A 组：合格性水平训练1．(核聚变)发生轻核聚变的方法是( ) A ．用中子轰击B ．保持室温环境,增大压强C ．用γ光子照射D ．把参与反应的物质加热到几百万摄氏度以上的高温 答案 D解析 用中子轰击是核裂变反应发生的条件,故A 项错误。
根据轻核聚变发生的条件可知,发生轻核聚变的方法是把参与反应的物质加热到几百万摄氏度以上的高温,故B 、C 两项错误,D 项正确。
2．(核聚变)科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3),它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为32He ＋32He →211H ＋42He 。
下列关于32He 聚变的表述正确的是( )A ．聚变反应不会释放能量B ．聚变反应产生了新的原子核C ．聚变反应没有质量亏损D ．目前核电站都采用32He 聚变反应发电 答案 B解析 聚变反应是轻核变为较大质量核的反应,发生质量亏损,释放能量；目前核电站采用重核裂变反应,D 错误；选项B 正确,A 、C 错误。
3．(受控热核反应)我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”。
设可控热核实验反应前氘核(21H)的质量为m 1,氚核(31H)的质量为m 2,反应后氦核(42He)的质量为m 3,中子(10n)的质量为m 4。
光速为c 。
下列说法中不正确的是( )A ．这种装置中发生的核反应方程式是21H ＋31H →42He ＋10nB ．由核反应过程质量守恒可知m 1＋m 2＝m 3＋m 4C ．核反应放出的能量等于(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同 答案 B解析 可控热核反应实验装置属于轻核聚变,所以D 正确。
核反应方程为21H ＋31H →42He ＋1n,A 正确。
在这个过程中满足爱因斯坦质能方程,即核反应放出的能量等于(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2,所以C 正确。
核与粒子物理100问-2018年整理_516508557
核与粒子100问（2018.6）第一章1 自然界有几种基本的相互作用？其力程和强度顺序如何？各自的对称性如何？2 何为轻子，何为重子，何为介子？3 何为Yukawa势？力程与传递相互作用的粒子质量之间的关系如何？4 何为Noether定理？时间平移、空间平移和空间转动不变形各自对应的守恒量是什么？对称性和守恒量之间的对应关系如何？5 何为P宇称？复合系统的P宇称如何确定？6 何为C宇称？复合系统的C宇称如何确定？7 何为T变换？T变换的表达式如何？8 中子具有电偶极矩为何破坏了T宇称？9 粒子和反粒子之间那些量相等，那些量大小相等符号相反？第二章10 什么是结合能？什么是比结合能？什么是质量亏损？比结合能随原子核的质量变化有何特征？11 什么是原子核的液滴模型？液滴模型有几项？分别的物理意义是什么？12 Rutherford的实验原理是什么？什么是形状因子？Rutherford实验室如何看出来原子核有一定的大小？13 原子核衰变的统计规律是什么？级联衰变中，各种中间产物随时间分布的特点是什么？14 如何用量子力学中的隧道贯穿效应解释Alpha衰变？什么是Geiger-Nuttall公式？15 你知道有哪些可以测量原子核大小的方法？分别简述之。
16 Beta衰变有哪些类型？各自的发生条件是什么？Beta衰变中电子能谱为何具有连续谱特征？什么是Beta稳定线？17 什么是同位素？什么事同中素？什么是同量异位素？18 试用液滴模型解释自发裂变的机制。
第三章19 轻子共有几代？它们的反粒子是什么？轻子能够参与哪些基本相互作用？不能参与哪些基本相互作用？（引力除外）20 简述从Be-7 电子俘获实验探测中微子的原理？谁提出这一方案？实验结果如何？21 第一次直接测量中微子的人是谁？测量的是哪个中微子？实验方法是什么？22 谁发现了中微子具有正反之分？怎么发现的？实验原理是什么？23 谁发现第二代中微子和第一代中微子的差异？怎么发现的？实验原理是什么？24 第三代轻子是怎么发现的？25 何为轻子数守恒？轻子数守恒在各种相互作用中是如何表述的？26 什么是轻子参与相互作用的全局性？27 怎么实验验证只有三代轻子？28 什么是中微子振荡？在两代轻子的假设下，如何导出轻子振荡与振荡周期的表达式？29 什么是太阳中微子之谜？谁最先观察到太阳中微子之谜？怎么观察到的？30 列举一些太阳中微子振荡的实验证据。
2025高考物理步步高同步练习选修3第五章原子核第5节 “基本”粒子含答案
2025高考物理步步高同步练习选修3第五章原子核第5节“基本”粒子[学习目标要求] 1.了解构成物质的“基本”粒子。
2.了解近代发现的粒子。
3.知道粒子的分类。
4.了解夸克模型的内容。
一、“基本”粒子和发现新粒子1.“基本”粒子不基本“基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、电子、质子、中子是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由中子、质子、电子组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。
所以，从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称粒子。
2.发现新粒子(1)从20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究和加速器、对撞机的开发及应用，现已发现的粒子达400多种。
(2)反粒子实验中发现，存在着这样一类粒子，它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反，这些粒子叫作反粒子。
二、粒子的分类和夸克模型1.粒子的分类目前发现的粒子大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别。
2.夸克模型(1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子是由夸克构成的。
(2)夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)、顶夸克(t)。
(3)夸克所带的电荷量：夸克带的电荷分别为元电荷的－13或＋23。
(4)夸克的意义：电子电荷不再是电荷的最小单元。
(5)夸克的“禁闭”：夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。
探究新粒子的发现和分类1.新粒子的发现(1)1931～1940年发现正电子、μ子。
(2)1941～1950年发现K介子和π介子。
(3)1951～1960年发现反质子和电子中微子。
(4)1961～1970年发现μ子中微子。
(5)1971～1980年发现τ子、胶子、J/Ψ介子。
(6)1981～1990年发现W和Z玻色子。
(7)1991～2000年发现τ子中微子。
高中物理选择性必修第三册课后习题 第5章 原子核与基本粒子 1.原子核的组成 2.放射性元素的衰变
1.原子核的组成2.放射性元素的衰变课后训练巩固提升一、基础巩固1.天然放射性元素放出的α、β、γ射线中( )A.三种射线的速度相同B.α射线的穿透本领最强C.β射线的本质是高速运动的电子流D.γ射线在真空中的速度比X射线的大射线的速度为0.1c,β射线的速度接近光速,γ射线的速度为c,故A错误;三种射线中,α射线的穿透本领最弱,故B错误;β射线的本质是高速运动的电子流,故C正确;γ射线和X射线都是电磁波,它们在真空中的速度相同,故D错误。
2.92238U核中有( )A.92个电子B.238个质子C.146个中子D.330个核子,所以其质子数为92,故A、B错误;元素符号左上角表示质量数,所以其质量数为238,根据质子数+中子数=质量数,所以其中子数为146,故C正确;核子数等于质量数,等于238,故D错误。
3.下列说法正确的是( )A.任何元素都具有放射性B.同一元素,单质具有放射性,化合物可能没有C.元素的放射性与温度无关D.放射性就是该元素的化学性质,故A错误;放射性现象由原子核内部因素决定,与它是以单质还是化合物形式存在无关,与温度无关,与所处物理环境无关,故C正确,B、D错误。
4.某原子核X经过若干次α、β衰变为原子核Y,核X比核Y多10个质子,核X比核Y多14个中子,则( )A.核X经过了6次α衰变、2次β衰变B.核X经过了2次α衰变、2次β衰变C.核X经过了6次α衰变、6次β衰变D.核X经过了2次α衰变、6次β衰变x 次α衰变和y 次β衰变,则根据题意有2x-y=10,4x=10+14=24,解得x=6,y=2,所以核X 经过了6次α衰变、2次β衰变,故A 正确,B 、C 、D 错误。
5.(多选)一块含铀的矿石质量为m 0,其中铀的质量为m,铀发生一系列衰变后,最终生成物为铅。
下列说法正确的是( ) A.经过1个半衰期后,该矿石的质量剩下m 02B.经过2个半衰期后,其中铀的质量还剩m 4C.经过3个半衰期后,其中铀的质量还剩m16D.当环境温度升高时,铀衰变的速度不变1个半衰期后剩余U 为m2,但U 变成了Pb,矿石的质量变化很小,故A 错误;经过2个半衰期后剩余U 为m 1=m (12)2=14m,故B 正确;经过三个半衰期后,其中U 的质量还剩m 2=m (12)3=18m,故C 错误;铀衰变的速度与温度无关,故D 正确。
高中物理选择性必修第三册课后习题 第5章 原子核与基本粒子 4.核裂变 核聚变 粒子物理学发展概况
4.核裂变核聚变5.粒子物理学发展概况课后训练巩固提升一、基础巩固1.现有核电站是利用核能发电,对于缓解能源危机起到了重要作用。
核能发电主要是利用了( )A.重核的裂变B.轻核的聚变C.两种方式共存D.原子核的衰变,伴随着巨大能量放出,目前核电站均是采用了受控的重核裂变,核聚变释放的能量更大但不可控,故A正确,B、C、D 错误。
2.如图所示的链式反应中,重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )A.中子B.质子C.α粒子D.β粒子,重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是中子,并且一次裂变可以放出多个中子,从而发生链式反应,故A正确,B、C、D错误。
3.下列说法正确的是( )A.“人造太阳”的核反应方程是92235U+Ba+3689Kr+301nB.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加,而不是核裂变,故A错误;只有两个轻原子核才可以发生聚变,故B错误;两个轻核结合成质量较大的核,会释放核能,根据爱因斯坦质能方程可知总质量较聚变前减小,故C错误;两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量,核子的平均质量减小,所以核子的比结合能增加,故D正确。
4.(多选)下列说法正确的是( )A.聚变反应中有质量亏损,所以必向外界放出能量B.要使核发生聚变反应,必须使核之间的距离接近到1×10-15m,也就是接近到核力能够发生作用的范围内C.要使核发生聚变反应,必须克服核力做功D.热核反应只有在人工控制下才能发生,所以必向外界放出能量,则A正确;使核发生聚变反应,必须使核之间的距离接近到1×10-15m,也就是接近到核力能够发生作用的范围内,则B正确;要使聚变产生,必须克服核子间库仑斥力作用,则C错误;热核反应可自然发生,如太阳内的热核反应,则D错误。
5.(多选)已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV,在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核,则下列说法正确的是( )A.核反应方程为12H+13H He+01nB.核反应过程中释放的核能是17.6 MeVC.目前核电站都采用上述核反应发电D.该核反应中反应物与生成物质量相等解析:1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核,根据质量数与电荷数守恒可知,同时生成一个中子,核反应方程为12H+13H He+01n,故A正确;氘核的比结合能是1.09MeV,氚核的比结合能是2.78MeV,氦核的比结合能是7.03MeV,根据能量守恒定律可知,核反应过程中释放的核能是4×7.03MeV-2×1.09MeV-3×2.78MeV=17.6MeV,故B正确;目前核电站都采用核裂变发电,而此核反应属于聚变反应,故C错误;该反应过程要释放能量,存在质量亏损,故D错误。