第49课时 原子核及核反应
考点1 原子核的衰变与半衰期
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
(2)分类： α衰变：ZX→Z－2Y＋β衰变：ZX→Z＋1Y＋
A AAA－4
42He； e；
0－1γ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
(3)两个典型的衰变方程： ①α衰变： 92U→ 90Th＋2He。 ②β衰变： 90Th→ 91Pa＋－1e。 2．三种射线的比较
234
234
0
238
234
4
3．半衰期
16半数发生衰变所需的时间。 (1)定义：放射性元素的原子核有□
17内部自身的因素决定的，跟原子所处的(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核□化学状态和外部条件没有关系。
1．下列说法中正确的是( )
A．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构 B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．把放射性元素放入温度很低的冷冻室中，其衰变变慢，半衰期变长 D．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也可以进行人体的透视 答案 A
解析 贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构，拉开了人们认识原子核的序幕，A正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反
应，B错误；放射性元素的半衰期与外界条件无关，C错误；利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，不能对人体进行透视，因为射线对人体细胞有伤害，D错误。
2．如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线 C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线 答案 C
解析 γ射线为电磁波，不带电，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D错误；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线；β射线带负电，同理可以分析①和⑥表示β射线。C正确。
3．(多选)在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图所示，由图可以判定( )
A．该核发生的是α衰变 B．该核发生的是β衰变 C．磁场方向一定垂直纸面向里 D．磁场方向向里还是向外不能判定 答案 BD
解析 原来静止的核，放出粒子后，总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据图示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它们必带异种电荷，故应为β衰变；由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是向里还是向外，即都有可能，故B、D正确。
考点2 核反应类型与核反应方程
1．重核裂变
(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
(2)特点：
①裂变过程中释放出巨大能量。
②裂变的同时能够释放出2～3(或更多)个中子。
③裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小。
(3)典型的裂变反应方程：
235 92
U＋0n―→36Kr＋ 56Ba＋3
189144
1
0n。
(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。
(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。 (6)裂变的应用：原子弹、核反应堆。
(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。 2．轻核聚变
10较大的核的反应过程。(1)定义：两轻核结合成质量□轻核聚变反应必须在高温下进行，11热核反应。 因此又叫□
(2)特点：
①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍。
②聚变反应比裂变反应更剧烈。 ③对环境污染较少。
④自然界中聚变反应原料丰富。 (3)典型的聚变反应方程：
2
1
H＋1H―→2He＋0n＋17.6 MeV
14
4
17
1
341
3．人工转变
12 7N＋2He→ 8O＋1H。 (1)卢瑟福发现质子：□
134Be＋2He→ 6C＋0n。 (2)查德威克发现中子：□
1．中国最新一代“人造太阳”实验装置，于2006年9月28日在合肥成功放电，这是世界首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。“人造太阳”以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，由于它和太阳产生能量的原理相同，都是热核聚变反应，所以被外界称为“人造太阳”。你认为“人造太阳”中所涉及的核反应方程是( )
A. 92U＋0n→38Sr＋ 54Xe＋100n B. 7N＋2H→ 8O＋1H C.1H＋1H→2He＋0n D. 92U→ 90Th＋2He 答案 C
解析 聚变反应是质量较轻的核聚变生成质量较大的核，由题目知C正确，故选C。 2．关于重核的裂变，以下说法正确的是( ) A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应
C．重核裂变释放大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少 D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 答案 D
解析 重核裂变释放的能量来源于质量亏损，其能量远大于俘获中子吸收的能量，A错误、D正确；只有铀块体积大于临界体积才能发生链式反应，否则中子穿过铀块也不会发生，B错误；重核裂变遵循质量数守恒，C错误。
3．(2016·全国卷Ⅱ)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________。(填正确答案标号)
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2
3
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1
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4
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1
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4
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