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释放的核能 裂变以前 裂变以后 * 第五节核力和核能 周璐系列复习课件——原子和原子核 一、核力及其性质 特点: (1)是一种比库仑力大得多的强相互作用力 (2)是一种短程力，仅当核子间距＜2×10-15m时，才明显发生作用 (3)是一种饱和力——每个核子仅与它邻近的核子发生相互作用，即能与它发生作用的粒子数是有限的 核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密结合在一起，这种力称为核力。 二、重核与轻核 意义：原子核中的质子数又称为原子序数，这是因为它与元素周期表中元素的排列序号一致。排在周期表比较靠后的元素对应的原子核叫重核，排在比较靠前的叫轻核。 说明：一般排在周期表最前面的轻核的质子和中子数相等。但是大多数重核是中子多于质子。排在83号元素铋之后的原子核都不稳定，它们自动分解或衰变成更轻的原子核。排在第92号元素铀之后的原子核十分不稳定，无法在自然状态下存在。如第94号元素钚是人工制造出来的，主要用于核武器，在宇宙中尚无法找到。 三、原子核的结合能 1、结合能：核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，都叫原子核的结合能。 例如，一个中子和一个质子结合成氘核时，要放出2.22兆电子伏的能量，这个能量以γ光子的形式辐射出去．这时的核反应方程如下： 要使原子核再分解为单个的质子和中子就必须吸收?E的能量。 氘核吸收?E能量后分解为质子和中子 ?E 氘 质子 中子 爱因斯坦 2、原子结合能的计算 一原子质量单位 具有能量 质子质量 中子质量 中子和质子的质量和 =2.015 941 u 氘核的质量 =2.013 553 u 质量差Δm =0.002 388 u 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、质量亏损（Δm）： 4、质能方程： E = m c2 ΔE=Δm c2 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。 具体：把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损． ?m=Zmp+(A-Z)mn-mX ?E=(?m)c2=[Zmp+(A-Z)mn-mX]c2 5、平均结合能 平均结合能：原子核的结合能与核子数的之比称为该原子核的平均结合能（比结合能）。 说明：原子核的结合能非常大，所以一般原子核都是非常稳定的系统。然而，不同原子核的稳定程度不同。核子的比结合能越大，原子核就愈稳定。 每个核子的平均结合能为： 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。 结论：释放核能的途径 例1、【两广】中子n、质子p、氘核D的质量分别为 止氘核使之分解，反应的方程为 若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( ) B． C． D． 现用光子能量为E的γ射线照射静 A． C 思考与研讨 例2、静止的氡核 Rn放出α粒子后变成钋核 Po，α 粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为： B. 0. D. A. C 解：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由 ，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是 ，由质能方程得质量亏损是 四、裂变和聚变 核聚变：比铁轻的两个轻核聚合成一个较重的核时，会释放出能量来，这种核反应叫做核聚变。 核裂变：比铁重的一个核分裂成两个较轻的核时，也会释放出能量，这种核反应叫做核裂变。 原子弹爆炸 1、1938年，德国化学家哈恩和斯特拉斯用中子 轰击铀核时发现了核裂变 重核的裂变 即：一个重核分裂成了两个中等质量的核。   五、核裂变链式反应 2、核反应方程 3、我国物理学家钱三强，何泽慧夫妇1946年在巴黎发现了铀的三分裂和四分裂 。 +201Mev 链式反应 1、重的原子核俘获一个中子以后发生裂变放出中子，如果这些中子又引起其他的核裂变，使得裂变不断地进行下去，释放出越来越多的能量。这种反应叫链式反应。 链式反应模拟演示1 链式反应模拟演示2 重 核 裂