原子結(jié)構(gòu)放射性核能第一輪課件

原子結(jié)構(gòu)放射性核能第一輪課件第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二一、核反應(yīng)

人工轉(zhuǎn)變

放射性同位素的應(yīng)用二、核能對質(zhì)能方程的理解

釋放核能的途徑

核反應(yīng)堆06-07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模306年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題107年4月蘇州中學(xué)調(diào)研試卷207年1月廣東省汕尾市調(diào)研測試1307年揚(yáng)州市期末調(diào)研測試307年揚(yáng)州市期末調(diào)研測試706年5月深圳市第二次調(diào)研考試2江蘇省如東高級中學(xué)07年2月期末試卷12007年高考江蘇卷207屆南京市第一次調(diào)研測試14合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測一307年蘇錫常鎮(zhèn)四市一模1

07年蘇錫常鎮(zhèn)四市一模207年江蘇省揚(yáng)州市一模8

07年江蘇省揚(yáng)州市一模15B2007年物理海南卷19(2)原子和原子核(下)第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二一、核反應(yīng)

——所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。（注意：質(zhì)量并不守恒。）1.核反應(yīng)類型⑴衰變：α衰變：（核內(nèi)）β衰變：（核內(nèi)）+β衰變：（核內(nèi)）γ衰變：原子核處于較高能級,輻射光子后躍遷到低能級.第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二人工轉(zhuǎn)變：⑵（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）（發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）（人工制造放射性同位素）⑶重核的裂變：在一定條件下（超過臨界體積），裂變反應(yīng)會連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。⑷輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二2.放射性同位素的應(yīng)用⑴利用其射線：α射線電離性強(qiáng)，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強(qiáng)，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。⑵作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能⑶進(jìn)行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊全，各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，廢料容易處理?？芍瞥筛鞣N形狀，強(qiáng)度容易控制）第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二二、核能1.核能:核反應(yīng)中放出的能叫核能。2.質(zhì)量虧損核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。3.質(zhì)能方程（1）愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是：E=mc2，這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程。（2）質(zhì)能方程的另一個表達(dá)形式是：ΔE=Δmc2。以上兩式中的各個物理量都必須采用國際單位。在非國際單位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟931.5MeV的能量相對應(yīng)。第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二對質(zhì)能方程的理解（3）一定的質(zhì)量m總是跟一定的能量mc2對應(yīng)。核子在結(jié)合成原子核時的總質(zhì)量減少了,相應(yīng)的總能量也要減少,根據(jù)能量守恒定律，減少的這部分能量不會憑空消失，它要在核子結(jié)合過程中釋放出去。反過來,把原子核分裂成核子,總質(zhì)量要增加，總能量也要增加,增加的這部分能量也不會憑空產(chǎn)生,要由外部來供給。能量總是守恒的,在原子核反應(yīng)伴隨有巨大的放能和吸能現(xiàn)象。物體的質(zhì)量減少了，它的能量也減少；物體的質(zhì)量增加了，它的能量也增加；不能錯誤地認(rèn)為質(zhì)量和能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化。第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二4.釋放核能的途徑凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小,所以鐵原子核最穩(wěn)定.凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二5.核反應(yīng)堆目前的所有正式運(yùn)行的核電站都是應(yīng)用裂變發(fā)電的。核反應(yīng)堆的主要組成是：反應(yīng)堆示意圖⑴核燃料。用濃縮鈾(能吸收慢中子的鈾235占3%~4%)⑵減速劑。用石墨或重水（使裂變中產(chǎn)生的中子減速,以便被鈾235吸收）。⑶控制棒。用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強(qiáng)）。⑷冷卻劑。用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時使反應(yīng)堆冷卻，保證安全）。⑸水泥防護(hù)層。用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二06-07學(xué)年度南京市金陵中學(xué)一模33．在下列四個方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子，以下判斷中正確的是（）A．X1是α粒子B．X2是質(zhì)子C．X3是中子D．X4是電子D第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二06年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題11．關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說法中正確的有：

()A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到消除有害靜電的目的B．利用射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D．用射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害D第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年4月蘇州中學(xué)調(diào)研試卷2.2．釷核（）具有β放射性，它能放出一個電子變成鏷核（），伴隨該過程會放出光子，下列說法正確的是（）A．光線可能是紅外線,是釷原子躍遷產(chǎn)生的B．光線可能是X射線,是鏷原子躍遷產(chǎn)生的C．光線一定是射線,是釷核躍遷產(chǎn)生的D．光線一定是射線,是鏷核躍遷產(chǎn)生的

D第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測試13解：核反應(yīng)方程是：核反應(yīng)因質(zhì)量虧損放出的能量ΔE=(mD－mp－mn)c2.質(zhì)子和中子獲得的總動能是：ΔE+E所以中子的動能為：13、中子、質(zhì)子、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD，現(xiàn)用光子能量為E的射線照射靜止氘核，使之分解，用核符號寫出上述核反應(yīng)方程，若分解后的中子、質(zhì)子的動能相等，則中子的動能是多少？第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年揚(yáng)州市期末調(diào)研測試33．當(dāng)兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合成一個α粒子時，放出28.30MeV的能量，當(dāng)三個α粒子結(jié)合成一個碳（C）核時，放出7.26MeV的能量，則當(dāng)6個中子和6個質(zhì)子結(jié)合成一個碳（C）核時，釋放的能量約為（）A．21.04MeVB．35.56MeVC．77.64MeVD．92.16MeV解：①×3+②得：D第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二7．下面說法中正確的是（）

A．（釷）經(jīng)過一系列的α和β衰變，成為，鉛核比釷核少12個中子Ｂ．β衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子C．射線是波長很短的電磁波，它的貫穿能力很大D．利用射線的電離作用，可檢查金屬內(nèi)部有無砂眼或裂紋07年揚(yáng)州市期末調(diào)研測試7BC第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二06年5月深圳市第二次調(diào)研考試22、關(guān)于原子核，下列說法中正確的是（）A．原子核能發(fā)生β衰變說明原子核內(nèi)存在電子B．核反應(yīng)堆利用鎘棒吸收中子控制核反應(yīng)速度C．輕核的聚變反應(yīng)可以在任何溫度下進(jìn)行D．一切核反應(yīng)都能釋放核能B第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二江蘇省如東高級中學(xué)07年2月期末試卷1

1．2008年北京奧運(yùn)會場館周圍80％～90％的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)會90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)。太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內(nèi)部所發(fā)生的一系列核反應(yīng)形成的，其主要的核反應(yīng)過程可表示為()D.A.B.C.A第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二2007年高考江蘇卷22、2006年美國和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過（鈣48）轟擊（锎249）發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了第118號元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素，實(shí)驗表明，該元素的原子核先放出3個相同的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量為282的第112號元素的原子核，則上述過程中的粒子x是()A、中子B、質(zhì)子C、電子D、α粒子解：寫出核反應(yīng)方程式如下：可見x為中子A第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07屆南京市第一次調(diào)研測試1414．物理學(xué)家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng).根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核()轉(zhuǎn)化成一個氦核()和兩個正電子()并放出能量.已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα＝4.0015u，電子的質(zhì)量me＝0.0005u．1u的質(zhì)量對應(yīng)931.5MeV的能量。（1）寫出該熱核反應(yīng)方程（2）一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少兆電子伏的能量?（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

解：（1）（2）Δm＝4mp

–mα

-2me=4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267uE＝0.0267u

×

931.5MeV/u=24.87MeV第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測一3

3．據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗裝置（又稱“人造太陽”）已完成了首次工程調(diào)試。下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是 （）A．“人造太陽”的核反應(yīng)方程式是B．“人造太陽”的核反應(yīng)方程式是

C．根據(jù)公式可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多D．根據(jù)公式可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)釋放的能量相同AC第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年蘇錫常鎮(zhèn)四市一模1

1.下列說法正確的是()（A）射線是一種來源是原子核衰變過程中受激發(fā)的電子從高能級向低能級躍遷時發(fā)出的（B）核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒定律（C）治療腦腫瘤的“刀”是利用了射線電離本領(lǐng)大的特性（D）某個平面鏡反射光的能量為入射光能量的80％，即表示反射光光子的數(shù)量是入射光光子數(shù)量的80％D第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年蘇錫常鎮(zhèn)四市一模22．現(xiàn)在太陽向外輻射的能量是由于太陽內(nèi)部氫核聚變產(chǎn)生的,大約在40億年以后太陽內(nèi)部將會啟動另一種核反應(yīng)，其核反應(yīng)方程為：，到那時太陽向外輻射的能量是由上述兩種核反應(yīng)共產(chǎn)生的．已知的質(zhì)量為m1，的質(zhì)量為m2，則下列判斷正確的是

()（A）3m1>m2

（B）3m1<m2

（C）3m1=m2

（D）m1=3m2A第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年江蘇省揚(yáng)州市一模88．原子核自發(fā)地放出電子的現(xiàn)象稱為β衰變。開始時科學(xué)家曾認(rèn)為β衰變中只放出電子，即β粒子；后來發(fā)現(xiàn)這個過程中除了放出電子以外，還放出一種叫做“反中微子”的高速粒子，反中微子不帶電。則（）A．原子核能發(fā)生β衰變，說明原予核內(nèi)含有電子B．發(fā)生β衰變后的原子核的核子數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)卻增加C．靜止的原子核發(fā)生β衰變時放出的能量大于β粒子與衰變后的核的動能之和D.靜止的原子核發(fā)生β衰變時β粒子與衰變后的核的動量矢量和一定為零BC第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二07年江蘇省揚(yáng)州市一模15B15.B題.美國“里根”號核動力航空母艦的動力來自核反應(yīng)堆，其中主要的核反應(yīng)方程式是

(1)在括號內(nèi)填出前的系數(shù)；

(2)用m1、m2、m3均分別表示核、、的質(zhì)量，m表示中子的質(zhì)量，則上述核反應(yīng)過程中一個鈾235核發(fā)生裂變產(chǎn)生的核能ΔE是多少?(3)假設(shè)核反