人教版高中物理新教材同步講義選修第三冊(cè) 第5章　2　第2課時(shí)　核反應(yīng)　放射性同位素及其應(yīng)用（含解析）

第2課時(shí)核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道核反應(yīng)及其遵循的規(guī)律.2.知道什么是放射性同位素和人工轉(zhuǎn)變的放射性同位素.3.了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和防護(hù)．一、核反應(yīng)1．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核或者發(fā)生狀態(tài)變化的過(guò)程．2．原子核的人工轉(zhuǎn)變：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，核反應(yīng)方程eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H.3．遵循規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．二、放射性同位素及其應(yīng)用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．應(yīng)用：(1)射線測(cè)厚儀：工業(yè)部門使用放射性同位素發(fā)出的射線來(lái)測(cè)厚度．(2)放射治療．(3)培優(yōu)、保鮮．(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探測(cè)出原子到達(dá)的位置．三、輻射與安全1．人類一直生活在放射性的環(huán)境中．2．過(guò)量的射線對(duì)人體組織有破壞作用．在使用放射性同位素時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時(shí)，要防止放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染．1．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)用α粒子轟擊氮原子核產(chǎn)生氧17和中子的過(guò)程是α衰變．(×)(2)衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變均滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．(√)(3)用γ射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期．(√)(4)任何放射性物質(zhì)都可以作為示蹤原子使用．(×)2．1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用eq\o\ar(60,27)Co放射源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．次年李、楊兩人為此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).eq\o\ar(60,27)Co的衰變方程是eq\o\ar(60,27)Co→eq\o\ar(A,Z)Ni＋eq\o\ar(0,-1)e＋νe.其中νe是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零.eq\o\ar(60,27)Co的核外電子數(shù)為______，在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物eq\o\ar(A,Z)Ni的質(zhì)量數(shù)是______，核電荷數(shù)是______．答案276028一、核反應(yīng)導(dǎo)學(xué)探究核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？它符合哪些規(guī)律？答案核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是將一種原子核在其他粒子的轟擊之下轉(zhuǎn)變成一種新的原子核，并產(chǎn)生新的粒子．符合質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒規(guī)律．知識(shí)深化條件用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變.實(shí)質(zhì)用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變規(guī)律(1)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒；(2)動(dòng)量守恒原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程：eq\o\ar(9,4)Be＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(12,6)C＋eq\o\ar(1,0)n(3)1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程：eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(30,15)P＋eq\o\ar(1,0)n；eq\o\ar(30,15)P→eq\o\ar(30,14)Si＋eq\o\ar(0,＋1)e.核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向例1(2021·廣州市高二檢測(cè))完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中哪個(gè)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，哪個(gè)是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程．(1)eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(14,6)C＋________；(2)eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋________；(3)eq\o\ar(10,5)B＋eq\o\ar(1,0)n→________＋eq\o\ar(4,2)He；(4)eq\o\ar(9,4)Be＋eq\o\ar(4,2)He→________＋eq\o\ar(1,0)n；(5)eq\o\ar(56,26)Fe＋eq\o\ar(2,1)H→eq\o\ar(57,27)Co＋________.答案(1)eq\o\ar(1,1)H(2)eq\o\ar(1,1)H，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程(3)eq\o\ar(7,3)Li(4)eq\o\ar(12,6)C，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程(5)eq\o\ar(1,0)n書寫核反應(yīng)方程時(shí)要注意1．質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；2．中間用箭頭，不能寫成等號(hào)；3．核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中，一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化．針對(duì)訓(xùn)練1在中子、質(zhì)子、電子、正電子、α粒子中選出一個(gè)適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，分別填在下列核反應(yīng)式的橫線上．(1)eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋________；(2)eq\o\ar(9,4)Be＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(12,6)C＋________；(3)eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋________；(4)eq\o\ar(30,15)P→eq\o\ar(30,14)Si＋________；(5)eq\o\ar(235,92)U＋________→eq\o\ar(90,38)Sr＋eq\o\ar(136,54)Xe＋10eq\o\ar(1,0)n；(6)eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋________.答案(1)eq\o\ar(4,2)He(2)eq\o\ar(1,0)n(3)eq\o\ar(0,－1)e(4)eq\o\ar(0,＋1)e(5)eq\o\ar(1,0)n(6)eq\o\ar(1,1)H解析在核反應(yīng)過(guò)程中，遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律．對(duì)參與反應(yīng)的所有粒子采用左下角(電荷數(shù))配平，左上角(質(zhì)量數(shù))配平．未知粒子可根據(jù)其電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)確定．如(1)中電荷數(shù)為92－90＝2，質(zhì)量數(shù)為238－234＝4，由此可知為α粒子(eq\o\ar(4,2)He)，同理確定其他粒子分別為：中子(eq\o\ar(1,0)n)，電子(eq\o\ar(0,－1)e)，正電子(eq\o\ar(0,＋1)e)，中子(eq\o\ar(1,0)n)，質(zhì)子(eq\o\ar(1,1)H)．二、放射性同位素及其應(yīng)用1．放射性同位素的分類(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．放射性同位素的主要作用(1)工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度——利用γ射線的穿透特性．(2)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——利用γ射線照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長(zhǎng)保存期等．(3)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)．(4)醫(yī)學(xué)上——利用γ射線的高能量治療癌癥．例2(多選)下列有關(guān)放射性同位素eq\o\ar(30,15)P的說(shuō)法，正確的是()A.eq\o\ar(30,15)P與eq\o\ar(30,14)X互為同位素B.eq\o\ar(30,15)P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)C.用eq\o\ar(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長(zhǎng)D.eq\o\ar(30,15)P能釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對(duì)植物的影響答案BD解析同位素有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的質(zhì)量數(shù)，故A錯(cuò)；同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，故B對(duì)；半衰期與物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)；eq\o\ar(30,15)P為放射性同位素，可用作示蹤原子，故D對(duì)．例3(2021·上海市奉賢區(qū)高二期中)用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，天然的放射性同位素只不過(guò)40多種，而今天通過(guò)核反應(yīng)生成的人工放射性同位素已達(dá)3000多種，每種元素都有放射性同位素．放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用．(1)帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失．其原因是________．A．射線的貫穿作用 B．射線的電離作用C．射線的物理、化學(xué)作用 D．以上三個(gè)選項(xiàng)都不是(2)如圖是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖．如果工廠生產(chǎn)的是厚度1毫米的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度控制起主要作用的是________射線．(3)在我國(guó)首先用人工方法合成牛胰島素時(shí)，需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素的結(jié)晶是同一種物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C做________．答案(1)B(2)β(3)示蹤原子解析(1)因放射線的電離作用，空氣中的與驗(yàn)電器所帶電荷電性相反的離子與驗(yàn)電器所帶電荷相互中和，從而使驗(yàn)電器所帶電荷消失．(2)α射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度1毫米的鋁板，因而探測(cè)器不能探測(cè)，γ射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)極強(qiáng)，穿透1毫米厚鋁板和幾毫米厚鋁板打在探測(cè)器上很難分辨．β射線也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，探測(cè)器容易分辨．(3)把摻入14C的人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)過(guò)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素結(jié)晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素完全融為一體，它們是同一種物質(zhì)．這種把放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可以知道放射性原子通過(guò)什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易查明的情況或規(guī)律．人們把這種放射性同位素叫示蹤原子．針對(duì)訓(xùn)練2下表給出了放射性同位素的輻射線和半衰期．在醫(yī)療技術(shù)中，常用放射線治療腫瘤，其放射線必須滿足：①具有較強(qiáng)的穿透能力，以輻射到體內(nèi)的腫瘤處；②在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度．為此所選擇的放射源應(yīng)為()同位素釙210锝99鈷60鍶90輻射線αγγβ半衰期138天6小時(shí)5年28年A.釙210 B．锝99C．鈷60 D．鍶90答案C解析因放射線要有較強(qiáng)的穿透能力，所以應(yīng)為γ射線，要使其在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度，放射源應(yīng)具有較長(zhǎng)的半衰期，C正確．例4(2021·威海市高二期末)2020年新冠疫情爆發(fā)，我國(guó)科學(xué)家第一時(shí)間對(duì)病毒進(jìn)行基因測(cè)序，為后續(xù)的確診提供了依據(jù)．基因測(cè)序采用放射性同位素為標(biāo)記，讓基因序列自動(dòng)顯影．下列關(guān)于放射性同位素及射線的應(yīng)用說(shuō)法正確的是()A．α射線可以用來(lái)測(cè)量鋼板的厚度B．射線能夠治療癌癥是因?yàn)榘┘?xì)胞在射線照射下破壞得比健康細(xì)胞慢C．放射性同位素具有能量高、污染小的特點(diǎn)，可作為核電站燃料D．利用γ射線照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，可培育出優(yōu)良品種答案D解析α射線穿透能力弱，故不能用來(lái)測(cè)量鋼板厚度，A錯(cuò)誤；射線照射患處殺死癌細(xì)胞是治療癌癥的一種方法，射線不僅抑制癌細(xì)胞的增殖，也抑制正常細(xì)胞增殖，故B錯(cuò)誤；根據(jù)粒子的不同，放射性同位素能量高低不等，產(chǎn)生的作用也不同，應(yīng)用領(lǐng)域不同，故C錯(cuò)誤；利用γ射線照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，可以培育出新的優(yōu)良品種，故D正確．考點(diǎn)一核反應(yīng)1．(多選)關(guān)于核反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A．在核反應(yīng)中，質(zhì)量守恒、電荷數(shù)守恒B．核反應(yīng)方程eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)He屬于α衰變C．核反應(yīng)方程eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變D．核反應(yīng)方程eq\o\ar(12,6)C→eq\o\ar(12,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e屬于β衰變，而β射線來(lái)自原子外層的電子答案BC解析核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，核反應(yīng)遵循的是質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，故A錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知，核反應(yīng)方程eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)He屬于α衰變，故B正確；核反應(yīng)方程eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H屬于人工核反應(yīng)，故C正確；β衰變是原子核的衰變，與核外電子無(wú)關(guān)，β衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子的同時(shí)釋放出來(lái)的，故D錯(cuò)誤．2．在下列4個(gè)描述核過(guò)程的方程中，X表示α粒子的是()A.eq\o\ar(30,15)P→eq\o\ar(30,14)Si＋X B.eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋XC.eq\o\ar(27,13)Al＋X→eq\o\ar(27,12)Mg＋eq\o\ar(1,1)H D.eq\o\ar(27,13)Al＋X→eq\o\ar(30,15)P＋eq\o\ar(1,0)n答案D解析根據(jù)電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)守恒，可得A中是正電子，B中是電子，C中是中子，D中是氦原子核．故選D.3.如圖所示，國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)．下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.eq\o\ar(14,7)N俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生eq\o\ar(17,8)O并放出一個(gè)粒子B.eq\o\ar(27,13)Al俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生eq\o\ar(30,15)P并放出一個(gè)粒子C.eq\o\ar(11,5)B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\ar(8,4)Be并放出一個(gè)粒子D.eq\o\ar(6,3)Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\ar(3,2)He并放出一個(gè)粒子答案B解析根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，各選項(xiàng)核反應(yīng)方程如下：eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H，故A錯(cuò)；eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(30,15)P＋eq\o\ar(1,0)n，故B對(duì)；eq\o\ar(11,5)B＋eq\o\ar(1,1)H→eq\o\ar(8,4)Be＋eq\o\ar(4,2)He，故C錯(cuò)；eq\o\ar(6,3)Li＋eq\o\ar(1,1)H→eq\o\ar(3,2)He＋eq\o\ar(4,2)He，故D錯(cuò)．4．(多選)以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程x＋eq\o\ar(7,3)Li→2yy＋eq\o\ar(14,7)N→x＋eq\o\ar(17,8)Oy＋eq\o\ar(9,4)Be→z＋eq\o\ar(12,6)Cx、y和z是3種不同的粒子，下列說(shuō)法正確的是()A．x為α粒子 B．x為質(zhì)子C．y為α粒子 D．z為中子答案BCD解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以確定x為質(zhì)子eq\o\ar(1,1)H，y為eq\o\ar(4,2)He核即α粒子，z為中子eq\o\ar(1,0)n，故選B、C、D.考點(diǎn)二放射性同位素及其應(yīng)用輻射與安全5．(多選)關(guān)于人工放射性同位素，下列說(shuō)法正確的是()A．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的半衰期長(zhǎng)很多B．人工放射性同位素產(chǎn)生的放射強(qiáng)度容易控制C．人工放射性同位素的γ射線能進(jìn)行金屬探傷D．使用人工放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對(duì)空氣、水源、用具等的污染答案BCD解析人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的短，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；人工放射性同位素的放射強(qiáng)度容易控制，故選項(xiàng)B正確；人工放射性同位素產(chǎn)生的γ射線能進(jìn)行金屬探傷，故選項(xiàng)C正確；使用人工放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對(duì)空氣、水源、用具等的污染，故選項(xiàng)D正確．6．在放射性同位素的應(yīng)用中，下列做法正確的是()A．應(yīng)該用α射線探測(cè)物體的厚度B．應(yīng)該用γ粒子放射源制成“煙霧報(bào)警器”C．放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異D．醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時(shí)用半衰期較長(zhǎng)的放射性同位素答案C解析γ射線的穿透能力最強(qiáng)，應(yīng)該用γ射線探測(cè)物體的厚度，故A錯(cuò)誤；因?yàn)棣亮Ｗ拥碾婋x本領(lǐng)強(qiáng)，所以應(yīng)該用α粒子放射源制成“煙霧報(bào)警器”，故B錯(cuò)誤；γ射線可使DNA發(fā)生變異，所以放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異，故C正確；人體長(zhǎng)時(shí)間接觸放射線會(huì)影響健康，所以醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時(shí)用半衰期較短的放射性同位素，故D錯(cuò)誤．7．(2021·上海市新中高級(jí)中學(xué)高二期中)放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、工業(yè)等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)放射線應(yīng)用的說(shuō)法中正確的是()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γ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γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害答案D解析利用放射線消除有害靜電是利用α射線的電離性，使空氣分子電離成導(dǎo)體，將靜電導(dǎo)出，故A錯(cuò)誤；利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，γ射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來(lái)人體透視，故B錯(cuò)誤；DNA變異并不一定都是有益的，也有有害的一面，故C錯(cuò)誤；射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量，故D正確．8．(多選)下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的()A．γ射線探傷B．利用含有放射性同位素碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況C．利用鈷60治療腫瘤等疾病D．把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物以檢測(cè)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律答案BD解析γ射線探傷是利用了γ射線的穿透性，故A錯(cuò)誤．利用放射性同位素檢測(cè)地下輸油管的漏油情況和施含有放射性同位素的肥料是把放射性同位素作為示蹤原子，故B、D正確．利用鈷60治療腫瘤等疾病是利用了γ射線的生物作用，故C錯(cuò)誤．9．(多選)一個(gè)質(zhì)子以1.4×107m/s的速度撞一個(gè)孤立的靜止鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列說(shuō)法正確的是()A．核反應(yīng)方程為eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(1,1)H→eq\o\ar(28,14)SiB．核反應(yīng)方程為eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(1,1)H→eq\o\ar(27,14)Si＋eq\o\ar(1,0)nC．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107m/sD．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s答案AD解析核反應(yīng)方程為eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(1,1)H→eq\o\ar(28,14)Si，由動(dòng)量守恒定律得m×1.4×107m/s＝28mv′，解得v′＝5×105m/s，因此選項(xiàng)A、D正確．10．鈷60(eq\o\ar(60,27)Co)是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年．它發(fā)生β衰變變成鎳60(eq\o\ar(60,28)Ni)同時(shí)放出能量高達(dá)315keV的高速電子和兩束γ射線．鈷60的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)．在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無(wú)損探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動(dòng)控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于人體腫瘤的放射治療．關(guān)于鈷60，下列說(shuō)法正確的是()A．發(fā)生β衰變的衰變方程為eq\o\ar(60,27)Co→eq\o\ar(60,28)Ni＋eq\o\ar(0,－1)eB．將鈷60放入高溫高壓環(huán)境中可以加快其衰變C．鈷60可以作為示蹤原子研究人體對(duì)藥物的吸收D．10g鈷60經(jīng)過(guò)10.54年全部發(fā)生衰變答案A解析根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知鈷60發(fā)生β衰變的衰變方程為：eq\o\ar(60,27)Co→eq\o\ar(60,28)Ni＋eq\o\ar(0,－1)e，故A正確．放射性元素衰變的快慢由核自身的因素決定，與所處的外部環(huán)境無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤．鈷60半衰期太長(zhǎng)，且衰變放出的高能粒子對(duì)人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，故C錯(cuò)誤.10.54年為兩個(gè)半衰期，則剩下的鈷60為原來(lái)的eq\f(1,4)，沒(méi)有全部衰變，故D錯(cuò)誤．11．正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)，其原理是借助于示蹤劑(正電子放射性藥物)可以聚集到病變部位的特點(diǎn)來(lái)發(fā)現(xiàn)疾病的．PET常用核素氧15標(biāo)記，其半衰期僅有2分鐘．對(duì)含氧元素的物質(zhì)照射20～50MeV的X射線，激發(fā)原子核邊緣的中子，可以產(chǎn)生氧15.下列說(shuō)法正確的是()A．用30MeV的X射線照射氧16時(shí)，生成氧15的同時(shí)釋放出中子B．氧15發(fā)生正電子衰變時(shí)，生成的新核含有9個(gè)中子C．經(jīng)過(guò)10分鐘，氧15的含量減小為原來(lái)eq\f(1,5)D．將氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能發(fā)生變化答案A故A正確；氧15產(chǎn)生正電子的衰變方程為O→eq\o\ar(0,＋1)e＋eq\o\ar(15,7)N，生成的新核有8個(gè)中子，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)10分鐘，即經(jīng)過(guò)5個(gè)半衰期，剩余氧15的含量m＝m0(eq\f(1,2))5＝eq\f(1,32)m0，故C錯(cuò)誤；改變?cè)厮幍奈锢憝h(huán)境和化學(xué)狀態(tài)，不改變半衰期，故D錯(cuò)誤．12．有些放射性元素要經(jīng)歷一系列的衰變才能穩(wěn)定，關(guān)于X、Y、Z三個(gè)原子核的衰變方程如下：X→eq\o\al(206,82)Pb＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(0,－1)e；Y→eq\o\al(207,82)Pb＋7eq\o\al(4,2)He＋4eq\o\al(0,－1)e；Z→eq\o\al(208,82)Pb＋6eq\o\al(4,2)He＋4eq\o\al(0,－1)e.根據(jù)以上方程可以推斷在X、Y和Z中，下列說(shuō)法正確的是()A．Z的中子數(shù)小于Y的中子數(shù)B．Y的質(zhì)量數(shù)大于X的質(zhì)量數(shù)C．X、Y和Z互為同位素D．Z的核電荷數(shù)大于Y的核電荷數(shù)答案A解析X→eq\o\al(206,82)Pb＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(0,－1)e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有：X的質(zhì)量數(shù)為238，質(zhì)子數(shù)為92；Y→eq\o\al(207,82)Pb＋7eq\o\al(4,2)He＋4eq\o\al(0,－1)e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有：Y的質(zhì)量數(shù)為235，質(zhì)子數(shù)為92；Z→eq\o\al(208,82)Pb＋6eq\o\al(4,2)He＋4eq\o\al(0,－1)e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有：Z的質(zhì)量數(shù)為232，質(zhì)子數(shù)為90；由上可知，Z的中子數(shù)為232－90＝142，小于Y的中子數(shù)235－92＝143，故A正確；由上可知，Y的質(zhì)量數(shù)小于X的質(zhì)量數(shù)，故B錯(cuò)誤；由于X和Y的質(zhì)子數(shù)相同，即互為同位素，但Z不是，故C錯(cuò)誤；由上可知，Z的核電荷數(shù)小于Y的核電荷數(shù)，故D錯(cuò)誤．13．(2022·河北高中學(xué)業(yè)考試)現(xiàn)代已知碳的同位素共有十五種，有碳8至碳22，其中碳12和碳13