1、阶段培优微专题 第十九章,一、典型核反应的区分方法 【典例】(2016全国卷)在下列描述的核过程的方程中,属于衰变的是_,属于衰变的是_,属于裂变的是_,属于聚变的是_。(填正确答案标号),【解析】原子核发生衰变会产生一个新核和 ,所 以选项C是衰变;原子核发生衰变会产生一个新核 和 ,所以A、B选项为衰变;重核被轰击后,发生裂 变会产生几个质量差不多的新核,所以选项E为裂变;两 个轻核结合成质量较大的核的核反应,为核聚变,所以 选项F为核聚变。 答案:C A、B E F,【方法技巧】各种核反应方程及典例,【类题训练】 1.(多选)关于衰变和核反应的类型,下列表述正确的有 ( ),【解析】选A
2、、C。衰变是原子核自发地放出或粒子的核反应,衰变方程的特点是箭头的左边只有一个原子核,箭头的右边出现或粒子;聚变反应的特点是箭头的左边是两个轻核,箭头的右边是较大质量的原子核;裂变方程的特点是箭头的左边是重核与中子反应,箭头右边是中等质量的原子核。综上所述,A、C正确。,2.关于原子核的衰变、聚变和裂变,下列表述正确的是( ) A.半衰期越短,衰变越慢 B.核聚变和核裂变过程都有质量亏损 C. 经过一次衰变后变成 D.核反应堆中插入镉棒是为了增大核裂变的反应速度,【解析】选B。半衰期短,说明衰变得快,A错误;核聚变和核裂变过程都释放出巨大能量,由质能方程知都有质量亏损,B正确;由质量数和电荷数
3、守恒知是经过一次衰变,C错误;核反应堆中插入镉棒是为了吸收中子,控制核裂变的反应速度,D错误。,二、动量守恒定律在核反应问题中的应用 【典例】运动的原子核 放出粒子后变成静止的 原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、m1和m2, 真空中的光速为c,粒子的速度远小于光速。求反应 后与反应前的总动能之差以及粒子的动能。,【解析】反应后由于存在质量亏损,所以反应前后总动 能之差等于质量亏损而释放出的能量,故根据爱因斯坦 质能方程可得反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒,故有 MvX=m2v,联立可得 答案:(M-m1-m2)c2,【方法技巧】核反应问题中涉及动量守恒问题的解决思路 (1)正确写出
4、核反应方程。 (2)参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中的动量守恒,列出动量守恒的方程。 (3)根据质能方程计算出核反应中释放的核能。,(4)在无光子辐射的情况下,核反应中释放的核能将转化为生成的新核和新粒子的动能,列出能量守恒的方程。,【类题训练】 一个静止的铀核 (原子质量为232.0372u)放出一个 粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核 (原子 质量为228.0287u)。(已知原子质量单位1u=1.67 10-27kg,1u相当于931.5MeV的能量),(1)写出铀核的衰变反应方程。 (2)算出该衰变反应中释放出的核能。 (3)若释放的核能全部转化为新核的动能,则粒
5、子的动能为多少?,【解析】(1) (2)质量亏损m=mU-m-mTh=0.0059u E=mc2=0.005 9931.5MeV=5.50MeV (3)设粒子的速度为v1,钍核的速度为v2,则由动量守恒可得: 0=mv1+mThv2,由能量守恒可得:E= 解得:Ek= 答案:(1) (2)5.50MeV (3)5.4MeV,【补偿训练】 一个静止的钚的同位素离子 发生衰变后生成铀(U) 的一个同位素离子和一个粒子,同时放出能量为E= 0.09MeV的光子(普朗克常量h=6.6310-34Js,真空中 的光速为c=3108m/s,电子电荷量为e=1.610-19C)。 (1)写出该核反应方程式。 (2)求该光子的波长。 (3)若不计光子的动量,求粒子和铀核的动能之比。,【解析】(1)核反应方程为 (2)由E=h,= = =1.3810-11m (3)核反应中系统的动量守恒 mv-mUvU=0,可知粒子和铀核的动量大小相等,由Ek= ,知动能 大小与质量成反比,所以粒子和铀核的动能之比为答案:(1) (2)1.3810-11m (3)2354,
