高中物理原子和原子核(下)2浅析.ppt

* 原子和原子核(下) 吝店中学 郝双 一、核反应 人工转变 放射性同位素的应用 二、核能 对质能方程的理解 释放核能的途径 核反应堆 06-07学年度南京市金陵中学一模3 06年广东东莞中学高考模拟试题1 07年4月苏州中学调研试卷2 07年1月广东省汕尾市调研测试13 07年扬州市期末调研测试3 07年扬州市期末调研测试7 06年5月深圳市第二次调研考试2 江苏省如东高级中学07年2月期末试卷1 2007年高考江苏卷2 07届南京市第一次调研测试 14 合肥市2007年教学质量检测一3 07年苏锡常镇四市一模 1 07年苏锡常镇四市一模 2 07年江苏省扬州市一模8 07年江苏省扬州市一模15B 2007年物理海南卷19(2) 原子和原子核(下) 一、核反应 ——所有核反应的反应前后都遵守： 质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。） 1.核反应类型 ⑴衰变： α衰变： （核内） β衰变： （核内） +β衰变： （核内） γ衰变：原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级. 人工转变： ⑵ （发现质子的核反应） （发现中子的核反应） （人工制造放射性同位素） ⑶重核的裂变： 在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。 ⑷轻核的聚变： （需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 2.放射性同位素的应用 ⑴利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。 ⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能 ⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。 一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易控制） 二、核能 1.核能: 核反应中放出的能叫核能。 2.质量亏损 核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。 3.质能方程 （1）爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是： E = mc2，这就是爱因斯坦的质能方程。 （2）质能方程的另一个表达形式是：ΔE=Δmc2。 以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位。 在非国际单位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子质量单位的质量跟931.5MeV的能量相对应。 对质能方程的理解 （3） 一定的质量m总是跟一定的能量mc2对应。核子在结合成原子核时的总质量减少了,相应的总能量也要减少,根据能量守恒定律，减少的这部分能量不会凭空消失，它要在核子结合过程中释放出去。反过来,把原子核分裂成核子,总质量要增加，总能量也要增加,增加的这部分能量也不会凭空产生,要由外部来供给。能量总是守恒的,在原子核反应伴随有巨大的放能和吸能现象。 物体的质量减少了，它的能量也减少；物体的质量增加了，它的能量也增加；不能错误地认为质量和能量发生了相互转化。 4.释放核能的途径 凡是释放核能的核反应都有质量亏损。 核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。 核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。 铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定. 凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。 5.核反应堆 目前的所有正式运行的核电站都是应用裂变发电的。 核反应堆的主要组成是： 反应堆示意图 ⑴核燃料。用浓缩铀(能吸收慢中子的铀235占3%~4%) ⑵减速剂。用石墨或重水（使裂变中产生的中子减速,以便被铀235吸收）。 ⑶控制棒。用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。 ⑷冷却剂。用水或液态钠（把反应堆内的热量传输出去用于发电，同时使反应堆冷却，保证安全）。 ⑸水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。 06-07学年度南京市金陵中学一模3 3．在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，以下判断中正确的是 （ ） A．X1是α粒子 B．X2是质子　　 C．X3是中子 D．X4是电子 D 06年广东东莞中学高考模拟试题1 1．关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有：