2017-2018学年人教版选修3-5 第十九章 章末小结与测评 学案
2017-2018学年人教版选修3-5    第十九章 章末小结与测评  学案第5页

  未知粒子质量数为235+x=90+136+10x,x=1,电荷数为:92+y=38+54+10y,y=0,也是中子(n),故核反应X是中子的核反应为B、C、D。

  人工转变核反应的特点:有粒子作为"炮弹"轰击原子核,并且能够在实验室中进行。因此,A、B为原子核的人工转变。

  [答案] BCD AB

  

核反应的守恒规律与核能的计算   

  原子核的变化叫核反应,常见的核反应有:衰变、人工转变、裂变和聚变等几种类型。不论是哪种类型的核反应,都遵守质量数守恒和电荷数守恒,这是写核反应方程的重要依据。但是,写核反应方程时,应以实验事实为依据,而不能仅仅根据这两条守恒定律随意去写实际上不存在的核反应;需要特别注意的是,核反应通常是不可逆的,方程只能用箭头符号"→"来连接,并指示反应的方向,而不能用"==="连接核反应方程。

  同时,对核反应方程的理解和应用中还包含着质量守恒("亏损质量"与释放的核能相当);能量守恒;在衰变和人工转变等过程中遵从动量守恒定律。

  核反应过程通常伴有巨大的能量转化。为了使核能释放,主要的途径有:重核的裂变和轻核的聚变。

  重核的裂变和轻核的聚变之所以都能释放能量,关键是因为反应中发生了质量亏损。研究表明:不同元素的原子核其核子的平均质量不同,其中以铁核的核子平均质量最小,以铁元素为基准,随元素的原子序数的增大或减小,其核子的平均质量都随之增大,这就是重核裂变成质量较小的核和轻核聚变成质量较大的核都要发生质量亏损的原因。

   爱因斯坦的质能方程E=mc2,说明物体的质量和能量之间存在着一定关系。质量的变化必然引起能量的变化,即ΔE=Δmc2。由于核反应中发生质量亏损,因此将伴随着能量释放,故根据ΔE=Δmc2是计算释放核能的主要方法。

  需要明确的是:核反应中的质量亏损并不是核子个数的亏损,核子个数是守恒的,所谓质量亏损,也不是质量的消失,只是在核反应过程中伴随着能量的辐射所体现出相应部分的质量。

  如果在核反应中无光子辐射的情况下,核反应中释放的能量转化为生成的新核和新粒子的动能,因而在这种情况下,可利用力学中的动量守恒和能量守恒来处理有关问题。

  如果核反应处在某一电场或磁场中,反应后的带电粒子必然在电场或磁场中发生偏转,这样就会出现核反应与电场和磁场知识的综合,即带电粒子在电场、磁场中的运动,用前面所学知识、方法处理即可。

[典例4] 曾落在日本广岛上爆炸的原子弹,相当于2万吨TNT炸药放出的能量。原子弹放出的能量约8.4×1013 J,试问有多少个U原子核进行分裂?该原子弹中含铀