第三十七讲原子核.DOC

第三十七讲 原子核 （两课时） 125、原子核的组成 天然放射现象 α射线、β射线、γ射线 （Ⅰ） 126、衰变 半衰期 227、原子核的人工转变 放射性的同位素及其应用 （Ⅰ） 228、核反应方程 （Ⅰ） 229、放射性的污染和防护 230、核能 质量亏损 爱因斯坦的质能方程 （Ⅱ） 231、重核的裂变 链式反应 核反应堆 （Ⅰ） 232、轻核的聚变 可控热核反应 （Ⅰ） 233、人类对物质结构的认识 （Ⅰ） 1、天然放射现象 （1）、放射现象的发现： 贝克勒耳发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕。原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性。它们放射出来的射线共有三种。 （2）、三种射线： 名称 实质 射出速度（C） 电离作用 穿透本领 云室中径迹 α射线 高速氦核流 1/10 较强 弱 直而粗 β射线 高速电子流 99％ 较弱 较强 细而弯曲 γ射线 高能光子流 1 更小 强 一般看不到 （3）、原子核的衰变： ①、意义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化。 ②、类型： ⅰ、α衰变：每发生一次α衰变，新核与原来的核相比较，核电荷数减少2，质量数减少4 ；一般方程为： 。 ⅱ、β衰变：每发生一次β衰变，新核与原来的核相比较，核电荷数增加1，质量数不变；一般方程为： 。 ⅲ、γ衰变：不改变原子核的电荷数和质量数。 ③、实质： ⅰ、α衰变：某元素的原子核发生α衰变时同时放出两个质子和两个中子，即两个质子和两个中子组成一个氦核放出。 ⅱ、β衰变：某元素的原子核发生β衰变时一个中子转变成一个质子同时放射出一个电子。 ⅲ、γ衰变：伴随α衰变或β衰变同时发生时，产生的某些新核由于具有过多的能量（原子核处于激发态）而辐射出光子。 ④、规律： ⅰ、都遒循质量数守恒、电荷数守恒、能量守恒、动量守恒； ⅱ、都向外放出能量，衰变过程释放的能量以放出粒子的动能、反冲核的动能、辐射光子能量（有γ衰变时）表现出来。 ⅲ、同一核不能同时发生α衰变和β衰变，但可伴随γ衰变。 （4）、半衰期： ①、意义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。 ②、本质：由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关。 ③、公式： 设元素的半衰期为T，衰变时间为t，则放射性元素经t/T个半衰期未发生衰变的原子核N和原有原子核数N0间的关系为： ，对应的质量关系有：。 ④、说明： ⅰ、半衰期只对大量的原子核发生衰变才有意义，是统计规律； ⅱ、同一种核的半衰期是个常数。 2、原子核的人工转变 （1）、意义：用人工的方法使原子核发生核反应的过程，即用高能粒子轰击靶核，产生另一种新的过程。 （2）、卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，核反应方程为： （3）、查德威克用钋放出的α粒子轰击铍的原子核，从铍中放出中子射线，发现了中子，核反应方程： （4）、原子核的组成： 质子和和中子组成原子核。质子和中子统称核子。原子核的质量数等于核子数，原子核的电荷数等于质子数，原子核的中子数N等于其质量数A与电荷数Z之差，即：N=A-Z （5）、核反应： ①、核反应：某种元素的原子核变为另一种元素的原子核的过程叫核反应。 ②、核反应类型：衰变，人工转变，裂变，聚变。 ③、核反应方程：无论哪种类型的核反应方程都应注意以下几点 ⅰ、必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律。有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律（例如裂变和聚变）； ⅱ、核反应方程中的箭头（→）表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号； ⅲ、写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无依据地编造。 3、放射性的同位素 （1）、放射性同位素： ①、意义：具有放射性同位素叫放射性的同位素。 ②、分类：天然和人造两种，它们的化学性质相同。 ③、人工放射性的发现： 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： （2）、放射性同位素的应用： ①、利用它的射线： ⅰ、利用α射线具有很强的电离作用，消除有害静电； ⅱ、利用γ射线很强的贯穿本领，工业上用来探伤；生物上使DNA在射线作用下可能发生突变，改良品种、保