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α粒子散射实验原子的核式结构 天然放射现象α射线β射线γ射线半衰期 原子核的人工转变原子核的组成放射性同位素及其应用 核能爱因斯坦质能方程 重核的裂变链式反应轻核的聚变 核反应堆核电站可控核反应 放射污染和防护

    1.核能:核子结合成原子核(或原子核分解成核子)时,要放出(吸收)巨大的能量,称为核能.

  2.质量亏损:组成原子核的各个核子的总质量与原子核的质量之差叫核的质量亏损.

  3.质能方程

  (1)爱因斯坦质能方程 E=mc2

  注意:一定质量m总是跟一定能量mc2相对应,m增大,E也增大,m减小,
E也减小.

  (2)核能的计算:先求出质量亏损,再由质能方程ΔEmc2计算出对应放出(或吸收)的能量.

  4.核力:核子之间的作用力.

  (1)核力与核子是否带电无关,质子与质子之间,质子与中子之间,中子与中子之间都可以有核力作用.

  (2)核力是短程力,只在2×10-15m的极短距离内有核力作用,超过这个距离,核力就迅速减小到零,由于质子和中子的半径约为0.8×10-15m,所以每个核子只能跟它的相邻的核子间才有力的作用.

  (3)核力是很强的力.

  5.原子核的结合能,克服核力做功,使原子核分解为单个核子时吸收的能量,或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量叫做原子核的结合能,简称核能.

难点突破:

核能的计算方法:

  1.根据爱因斯坦的质能亏损,用核子结合成原子核时的质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速的平方(c=3×108m/s),即:

             ΔEmc2     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乘以931.5MeV,即:

             ΔEm×931.5MeV  ②

注意: ① 式Δm的单位是千克(kg),ΔE的单位是焦耳(J);

    ② 式中Δm的单位是指原子质量单位(u)(1u=1.660566×10-27 kg),
     ΔE的单位是兆电子伏(MeV).

  3.由核能的转化量来计算核能. 在无光子辐射的情况下,核反应中释放的核能转化为生成新核和新粒子的动能,因而在此情况下可应用力学原理——动量守恒和能量守恒来计算核能.

例题6-7 已知氮核质量mN=14.00753u,氧核质量mO=17.00454u,氦核的质量mHe=4.00387u,质子质量mH=1.00815u,试判断核反应:

           

    是吸能反应,还是放能反应,能量变化是多少?



例题6-8 一个静止的U(原子量为232.0372u)放出一个α粒子(原子量为4.00260u)后,衰变成Th(原子量为228.0287u),假设放出的结合能完全变成Th核和α粒子的动能,试计算α粒子的动能?



例题6-9 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素). 已知氘核的质量mD=2.0136u,氦核的质量mHe=3.0150u,中子的质量mn=1.0087u.

    (1)写出聚变方程并算出释放的核能. (已知1uc2=931.5MeV)

    (2)若反应前两氘核的动能均为Ek0=0.35MeV,它们正面对撞发生核聚变,且反应后释放的核能全部转变为动能,则反应产生的氦核和中子的动能各为多大?



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