衰變與人工核反應(含答案)概要

1、衰變與人工核反應一、基礎(chǔ)知識(一)、天然放射現(xiàn)象、原子核的組成1、天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象,首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn). 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)， 說明原子核還具有復雜的結(jié)構(gòu).(2)放射性和放射性元素物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射也 具有放射性的元素叫放射性元素.2、原子核(1)原子核的組成原子核由中子和質(zhì)子組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.原子核的核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù),原子核的質(zhì)量數(shù)=中子數(shù)十質(zhì)子數(shù).X元素原子核的符號為AX,其中A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示核電荷數(shù).(2)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子,因為在元素周期表中的位置相同 同位素具有相同的化學性質(zhì).3、三種射線的比

2、較種類“射線3射線丫射線組成高速氮核流高速電子流光子流府頻 電磁波)2e一e0顧里4mp (mp= 1.67X 10 27 kg)mp1 840靜止質(zhì)量為零符號4He0 -1e丫速度0.1c0.99cc在電磁場中偏轉(zhuǎn)與a射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱，用紙能擋住較強，穿透幾毫米的鋁板最強，穿透幾厘米的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱(二)、原子核的衰變和半衰期1 .原子核的衰變(1)原子核放出a粒子或3粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變.(2)分類a衰變：Zx-Z-2y+2hc一A一 A一 03 盤變：ZX - Z+1Y + -ie2.半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時

3、間.半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理或化學狀態(tài)無關(guān).二、理解1 .衰變規(guī)律及實質(zhì)(1)兩種衰變的比較衰變類型a衰艾3衰艾衰笠方程AX-”/Y + 2HeAX- Az+ 1Y + 01e衰艾實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2：H + 2(1n - 2He11口 00n一 1H +1e衰笠規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(2)射線：丫射線經(jīng)常是伴隨著 a衰變或3衰變同時產(chǎn)生的.其實質(zhì)是放射性原子核在 發(fā)生a衰變或3衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.2 .原子核的人工轉(zhuǎn)變用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應過程.典型核反應

4、：(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為：147N + 2He-> 178O+ 1h.(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為：9Be+ 4He-> 126C+1n.(3)居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應方程為：27AI +2He>i0P+ in.I -O0P3 110Si + 0ie.3 .確定衰變次數(shù)的方法（1）設(shè)放射性元素AX經(jīng)過n次“衰變和m次3衰變后，變成穩(wěn)定的新元素zY,則表示該核反應的方程為AX-AY + n2He+ m 0e根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A=A' 44n, Z = Z' H2n-m（2）確定衰變次數(shù)，因為3衰變對質(zhì)量數(shù)無影響

5、，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定a衰變的次數(shù),然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定3衰變的次數(shù).4 .半衰期（1）公式：N 余=N 原（2）"： m 余=m 原（1）八式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間， 讀示半衰期.（2）影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)（如溫度、壓強）或化學狀態(tài)（如單質(zhì)、化合物）無關(guān).三、練習1、下列說法正確的是（）A.原子核在衰變時能夠放出a射線或3射線B.292Th（社）經(jīng)過一系列a和3衰變，成為2028Pb（鉛），鉛核比社核少12個中子C.原子核的

6、半衰期與物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大，半衰期長D.對物質(zhì)加熱或加壓可以縮短原子核的半衰期答案 A2、如圖甲是a、3、丫三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部傷痕的示意圖，請問圖乙中的檢查利用的是（）0-射線源A. a射線B. 3射線C. 丫射線 D.三種射線都可以答案 C解析 由題意可知，工業(yè)上需用射線檢查金屬內(nèi)部的傷痕，由題圖甲可知，三種射線中丫射線穿透力最強，而a射線、3射線都不能穿透金屬，所以答案為C.3、在下列4個核反應方程中，X表示a粒子的是（）30_30-A.15P - 14Si + Xb.292u 290Th（tt）+x-27271C.13Al +X-12

7、Mg + 1HD.27AI +X-30P+ 1n答案 BD解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，四個選項中的X分別代表:He,選項B、D正確.4、（2012重慶理綜19）以下是物理學史上 3個著名的核反應方程x+ 3口-2y y+14Nfx+18。y+ 9Be 一 z + 12Cx、y和z是3種不同的粒子，其中 z是B.質(zhì)子C.中子D.電子答案 C解析 第二、三個核反應分別是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的核反應方程,根據(jù)核反應方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得,x、v、z分別是 1H、；He、On, C 正確95、292U是一種放射性元素，其能發(fā)生一系列放射性衰變，衰變過程如圖所示.請寫出、兩過程的衰變方程：答2

8、80Bi(秘尸284p。針p 時 1e283bT86Tl 鴕t + 4He5、（2012大綱全國15） 92U經(jīng)過m次“衰變和n次3衰變，變成82Pb,則A. m=7, n=3B. m=7, n = 4C. m=14, n= 9D. m=14, n= 18答案 B解析衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒.先寫出核反應方程：235U- 207Pb+m2He0+ n- ie根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程235= 207+4m92= 82+2mn解得m=7, n=4,故選項B正確，選項 A、C、D錯誤.6、由于放射性元素293Np（鏢）的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制

9、造后才被發(fā)現(xiàn).已知237Np經(jīng)過一系列a衰變和3衰變后變成209Bi,下列判斷中正確的是A.283Bi的原子核比237NpB.283Bi的原子核比237Np的原子核少28個中子的原子核少18個中子C.衰變過程中共發(fā)生了7次a衰變和D.衰變過程中共發(fā)生了4次a衰變和答案 BC解析283Bi的中子數(shù)為209 83= 126,237Np的中子數(shù)為237 93= 144, 283Bi的原子核比297Np的原子核少18個中子，A錯，B對；衰變過程中共發(fā)生了a衰變的次數(shù)為2372094= 7次，3衰變的次數(shù)是 2X 7（93 83） = 4次，C對，D錯.7、（2011海南19（1）2011年3月11日，

10、日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站嚴重的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137cs（葩）兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射.在下列四個式子中，有兩個能分別反映131I和137cs的衰變過程，它們分別是 和（填入正確選項前的字母）.53131I和55137cs原子 核中的中子數(shù)分別是 和.A. Xi-> 13756Ba + 0nB. X2> 13154Xe + °1e13701311C. X3-> 56Ba+ 1eD. X4-> 54Xe+p解析 根據(jù)核反應方程的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒知，131I的衰變?yōu)檫x項 B,137Cs的衰變?yōu)檫x

11、項C,131I的中子數(shù)為131 53 = 78,137Cs的中子數(shù)為13755=82.答案 B C 78 828、三個原子核X、Y、Z, X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，丫核與質(zhì)子發(fā)生核反應后生成Z核并放出一個氨核（4He）,則下面說法正確的是（）A . X核比Z核多一個質(zhì)子B. X核比Z核少一個中子C. X核的質(zhì)量數(shù)比Z核的質(zhì)量數(shù)大3D. X核與Z核的總電荷數(shù)是丫核電荷數(shù)的2倍：答案 CD解析 設(shè)原子核X的符號為bX,則原子核丫為屋1丫，bX一+ 0e+b-1Y, ：H + blY-2He+a二3乙故原子核Z為b二3Z.鎂拼音p q核反應類型的判斷可控性核反應方程典例衰變a衰艾自發(fā)23892U

12、 234 90Th（鋁+ 2He3衰艾自發(fā)234 90Th - 23491Pa（鎂）+ Le人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?47N + 4Hef 178O+1h（盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子）2He+9Be（皺）一 126C +（1n（查德威克發(fā)現(xiàn)并于）23 Al+ 2He-35P+0n約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子35P - 30si+3e重核裂變比較容易進行人工控制23592U + 1n- 14456Ba + 36Kr（氟）+ 30n23592U + 1n - 13654Xe（氤）+ 30Sr（鋸）+ 101n輕核聚變除氫彈外無法控制iH + 1hf 2He + 0n氤氣（讀音xi a n）9、下列核

13、反應方程及其表述完全正確的是（）A.3He+ 2H 一十 心H4 2B.292uf290是心H4 2+C 292u +1n-96Kr+ 146Ba+ 30n 是裂變反應D.24Na - 24Mg + 0e是裂變反應答案 AC解析 在核反應過程中，反應前后核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別守恒，選項B中的核反應是 a衰變；選項D中的核反應是人工轉(zhuǎn)變，選項 B、D錯誤，選項A、C正確.10、（2012廣東理綜18）能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一.下列釋放核能的反應方程，表述正確的有（）A.3H + 2H-2He + 0n是核聚變反應_ 3_2 一 4 一 11 .iH + iH-2He

14、+ 0n 是 3技變C.292u + 0n>156Ba + 36Kr + 30n是核裂變反應D.292U+1n- 144Xe + 34Sr+21n 是“衰變答案 AC解析3衰變時釋放出電子（0e）, “衰變時釋放出氨原子核（2He）,可知B、D錯誤；選項A中一個瓶核和一個笊核結(jié)合成一個氨核并釋放出一個中子是典型的核聚變反應，A正確；選項 C中一個U235原子核吸收一個中子，生成一個Ba原子核和一個 Kr原子核并釋放出三個中子是典型的核裂變反應，C正確.11、（1）現(xiàn)有三個核反應方程：24Na-24Mg+ 0 © 23592U + 1n - 14156Ba +器Kr+30n； 1

15、h + 1h f 2He+ 0n.下列說法正確的是A.是裂變，是 3衰變，是聚變8 .是聚變，是裂變，是3衰變C.是3衰變，是裂變，是聚變D .是3衰變，是聚變，是裂變(2)現(xiàn)有四個核反應：A.2H + 3H - 2He + 1n2351891B. 92U + 0n-X + 36Kr + 30n 24240C.iiNa-12Mg + ieD.4He+ 9Be>16C+ 0n是發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程， 是研究原子彈的基本核反應方程， 是研究氫彈的基本核反應方程.求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù).解析 1：Na>12Mg + - 1e中Na核釋放出3粒子，為3衰變，292U + 0n>15

16、6Ba + 36Kr+ 31n為鈾核在被中子轟擊后，分裂成兩個中等質(zhì)量的核，為裂變.而2h + 3H一；He + 0n為聚變，故C正確.(2)人工轉(zhuǎn)變核反應方程的特點：箭頭的左邊是氨核與常見元素的原子核，箭頭的右邊也是常見元素的原子核.D是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程，B是裂變反應，是研究原子彈的基本核反應方程，A是聚變反應，是研究氫彈的基本核反應方程.由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定，X質(zhì)量數(shù)為144,電荷數(shù)為56,所以中子數(shù)為14456=88.答案 (1)C (2) D B A 144 88半衰期的考查12、一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M,其中鈾元素的質(zhì)量為 m,鈾發(fā)生一系列衰變，最終生成物為鉛.已知鈾的半衰期為 T,那么下列說法中正確的是()A.經(jīng)過2個半衰期后，這塊礦石中基本不再含有鈾b.經(jīng)過2個半衰期后，原來所含的鈾元素的原子核有m發(fā)生了衰變C.經(jīng)過3個半衰期后，其中鈾元素的質(zhì)量還剩 m 8D.經(jīng)過1個半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下 M2答案 C解析 經(jīng)過2個半衰期后礦石中剩余的鈾元素應該有m,經(jīng)過3個半衰期后礦石中剩余的鈾元素