原子的核能方程式?

15.3 核反应 核能 质能方程一、考点聚焦核能．质量亏损．爱因斯坦的质能方程 Ⅱ要求核反应堆．核电站 Ⅰ要求重核的裂变．链式反应．轻核的聚变 Ⅰ要求可控热核反应． Ⅰ要求二、知识扫描1、 核反应在核物理学中,原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应．典型的原子核人工转变 N+ He O+ H 质子 H的发现方程 卢瑟福 Be+ He C+ n 中子 n的发现方程 查德威克2、 核能（1）核反应中放出的能量称为核能（2）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损．（3）质能方程： 质能关系为E＝mc2 原子核的结合能ΔE=Δmc23、 裂变把重核分裂成质量较小的核,释放出的核能的反应,叫裂变典型的裂变反应是： U+ n Sr+ Xe+10 n4．轻核的聚变把轻核结合成质量较大的核,释放出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应释放能量较多,典型的轻核聚变为： H+ H He+ n5．链式反应 一个重核吸收一个中子后发生裂变时,分裂成两个中等质量核,同时释放若干个中子,如果这些中子再引起其它重核的裂变,就可以使这种裂变反应不断的进行下去,这种反应叫重核裂变的链式反应三、好题精析例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v.）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核,其核反应方程式为

核电站核反应方程式 核电站中的核反应核电站核反应方程式 核电站中的核反应


核电站核反应方程式 核电站中的核反应


核电站核反应方程式 核电站中的核反应


νe＋3717Cl→3718Ar十 0－1e

已知3717Cl核的质量为36.95658 u,3718Ar核的质量为36.956 u, 0－1e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的小能量为

（A）0.82 Me V （B）0.31 MeV （C）1.33 MeV （D）0.51 MeV[解析] 由题意可得：电子中微子的能量E =mc2-（mAr+me-mCl）·931.5MeV=(36.956+0.00055-36.95658)×931.5MeV=0.82MeV则电子中微子的小能量为 Emin=0.82MeV [点评] 应用爱因斯坦质能方程时,注意单位的使用.当 用kg单位,c用m/s时, 单位是J,也可像本题利用1 u质量对应的能量为931.5MeV.

例2、质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3,质子和中子结合成氘核时,发出γ射线,已知普朗克恒量为h,真空中光速为c,则γ射线的频率υ＝ ______ ．[解析] 核反应中释放的能量ΔE＝Δmc2以释放光子的形式释放出来,由于光子的能量为hυ,依能量守恒定律可知：hυ=Δmc2据此便可求出光子的频率. 质子和中子结合成氘核： H+ n H+γ这个核反应的质量亏损为：Δm＝m1＋m2－m3根据爱因斯坦质能方程 ΔE＝Δmc2 此核反应放出的能量 ΔE＝（m1＋m2－m）c2 以γ射线形式放出,由E＝hυ υ= [点评] 此题考查计算质量亏损,根据爱因斯坦质能方程确定核能．关键是对质量亏损的理解和确定．例3、如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核（ ）沿着与+x成 角方向释放一个 粒子后衰变成氡核（ ）. 粒子在y轴上的N点沿 方向飞离磁场,N点到O点的距离为l,已知OA间距离为 , 粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为 .（1）写出镭核的衰变方程；（2）如果镭核衰变时释放的能量全部变为 粒子和氡核的动能求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量.[解析]（1）镭核衰变方程为： （2）镭核衰变放出 粒子和氡核,分别在磁场中做匀速圆周运动, 粒子射出 轴时被粒子接收器接收,设 粒子在磁场中的轨道半径为R,其圆心位置如图中 点,有,则 ①粒子在磁场中做匀速圆周运动,有 ,即 ,②粒子的动能为 ∴ 衰变过程中动量守恒 ,④则氡核反冲的动能为 ⑤∴ ⑥[点评] 要熟练掌握核反应方程,动量守恒定律,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律的综合运用.例4. 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦,并释放一个中子了.若已知氘原子的质量为2.0141u,氚原子的质量为3.0160u,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u,1u=1.66×10-27kg.⑴写出氘和氚聚合的反应方程.⑵试计算这个核反应释放出来的能量.⑶若建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站,设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗多少氘的质量?（一年按3.2×107s计算,光速c=3.00×108m/s,结果取二位有效数字）[解析] （1） （2）ΔE=Δmc2=（2．0141+3．0160-4．0026-1．0087）×1．66×10-27×32×1016J=2.8×10-12J （3）M= = =23kg[点评]例 5．众所周知,地球围绕着太阳做椭圆运动,阳光普照大地,万物生长．根据学过的知识试论述说明随着岁月的流逝,地球公转的周期,日、地的平均距离及地球表面的温度的变化趋势．[解析] 太阳内部进行着剧烈的热核反应,在反应过程中向外释放着巨大的能量,这些能量以光子形式放出．根据爱因斯坦质能关系： ΔE＝Δm·c2 , 知太阳质量在不断减小．地球绕太阳旋转是靠太阳对地球的万有引力来提供向心力 G =mω2R, 现因M减小,即提供的向心力减小,不能满足所需的向心力,地球将慢慢向外做离心运动,使轨道半径变大,日地平均距离变大．由上式可知,左边的引力G 减小,半径R增大,引起地球公转的角速度变化,从而使公转周期变化 G =m R,T2= ,即 T增大． 一方面,因太阳质量变小,发光功率变小；另一方面,日地距离变大,引起辐射到地球表面的能量减小,导致地球表面温度变低． [点评] 该题集原子物理与力学为一体,立意新颖,将这一周而复始的自然用所学知识一步一步说明,是一道考查能力、体现素质的好题． 四、变式迁移1、静止在匀强磁场中的 U核,发生.衰变后生成Th核,衰变后的 粒子速度方向垂直于磁场方向,则以下结论中正确的是( ) ①衰变方程可表示为： U Th+ He ②衰变后的Th核和 粒子的轨迹是两个内切圆,轨道半径之比为1:45 ③Th核和 粒子的动能之比为2:17 ④若 粒子转了117圈,则Th核转了90圈 A．①③ B．②④ C①② D．③④2．下列核反应或核衰变方程中,符号“X”表示中子的是(A) (B) (C) (D) 五、能力训练一、

15.5-3选择题1、下列关于原子结构和原子核的说确的是（ ）A 卢瑟福在 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构B 天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒,其放射线在磁场中不偏转的是 射线C 据图15.3-3可知,原子核A裂变变成原子核B和C要放出核能 D 据图15.3-3可知,原子核D和E聚变成原子核F要吸收核能 2、当两个中子和两个质子结合成一个 粒子时,放出28.30MeV的能量,当三个 粒子结合成一个碳核时,放出7.26MeV的能量,则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时,释放的能量约为( ) A 21.04MeV B 35.56MeV C 77.64MeV D 92.16MeV3、下列说确的是 A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 B、卢瑟福的a粒子散射实验可以估算原子核的大小 C、玻尔理论是依据a粒子散射实验分析得出的 D、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,总能量增大4．中微子失踪之迷是一直困扰着科学家的问题.原来中微子在离子开太阳向地球运动的过程中,发生“中微子振荡”,转化为一个 子和一个 子.科学家通过对中微子观察和理论分析,终于弄清了中微子失踪的原因,成为“2001年世界十大科技突破”之一.若中微子在运动中只转化为一个 子和一个 子,并已知 子的运动方向与中微子原来的方向一致,则 子的运动方向（ ）A 一定与中微子方向一致 B一定与中微子方向相反 C 可能与中微子方向不在同一直线上 D 只能中微子方向在同一直线上5.在一定条件下,让质子获得足够大的速度,当两个质子p以相等的速率对心正碰,将发生下列反应：P+P→P+P+P+ 其中 是P反质子(反质子与质子质量相等,均为mp,且带一个单位负电荷),则以下关于该反应的说确的是 A．反应前后系统总动量皆为0B．反应过程系统能量守恒C．根据爱因斯坦质能方程可知,反应前每个质子的能量小为2mpc2： D．根据爱因斯坦质能方程可知,反应后单个质子的能量可能小于mpc26．用 粒子轰击铍核( Be),生成一个碳核( C)和一个粒子,则该粒子 ( ) (A)带正电,能在磁场中发生偏转 （B)在任意方向的磁场中都不会发生偏转 (C)电离本领特别强,是原子核的组成部分之一(D)用来轰击235可引起榱的裂变 7.设钚的同位素离子 Pu静止在匀强磁场中,设离子沿与磁场垂直的方向放出 粒子后,变成的一个同位素离子,同时放出能量为E=0.09Mev的光子.（1）试写出这一核反应过程的方程式.（2）光子的波长为多少?（3）若不计光子的动量,则核与 粒子在匀强磁场中的回旋半径之比是多少?8.如下图所示,一个有界的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T,磁场方向垂直于纸面向里,MN是磁场的左边界.在磁场中A处放一个放射源,内装 （镭）, 放出某种射线后衰变成Rn（氡）.试写出： 衰变的方程,若A距磁场的左边界MN的距离OA=1.0m,放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子,此时接收器位置距经过OA的直线1.0m,由此可以推断出一个静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少?保留两位有效数字（取1u=1.6×10-27kg,电子电量e=1.6×10-19c）

?× × × ×× × × ×× × × ×× × × ×

AO

NM

9、自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断地向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,称为热辐射.热辐射具有如下特点：（1）辐射的能量中包含各种波长的电磁波；（2）物体温度越高,单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大；（3）在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同.处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量,如果它处在平衡状态,则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体,它能地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体.单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体温度的四次方成正比,即P0=σT4,其中常量σ=5 .67×10-8W/(m?K4)在下面的问题中,把研究对象都简单地看作黑体.有关数据及数学公式：太阳半径Rs = 696000Km,太阳表面温度T = 5770K,火星半径r = 3395Km.已知球面积S = 4πR2,其中R为球半径.（1） 太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7～1×10-5m范围内,求相应的频率范围.（2） 每小时从太阳表面辐射的总能量为多少?（3） 火星受到来自太阳的辐射可认为垂直到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上.已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射,试估算火星的平均温度.10、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦,并释放一个中子了.若已知氘原子的质量为2.0141u,氚原子的质量为3.0160u,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u,1u=1.66×10-27kg.⑴写出氘和氚聚合的反应方程.⑵试计算这个核反应释放出来的能量.⑶若建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站,设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗多少氘的质量?（一年按3.2×107s计算,光速c=3.00×108m/s,结果取二位有效数字） 参 能力变迁 1 D 2 AC 能力训练 1 ABC 2 D 3 BD 4 D 5 A 6 BCD7 8. 2.0×10-12j 9 、3×103~1.5×1015Hz、1.38×1030J,204K 10 ⑴略 ⑵2.8×10-12J ⑶23kg

目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的．请完成下面核裂变可能的一个反应方程： 23592U+ 10n→

根据质量数和电荷数守恒得：裂变产物为：3 10n，

则核反应方程式为： 23592U+ 10n→ 14156Ba+ 9236Kr+3 10n，

由质能方程得，释放的核能：E=（m1-m2-m3-2m4）c2，

故为：3 10n，（m1-m2-m3-2m4）c2．

两弹用到的核反应方程式是哪两个？

一个u核裂变,可能的裂变方程：

U+n→Nd+Zr+3n+8e+反中微子

U+n→Sr+Xe+10n

U+n→Ba+Kr+3n

一个氢聚变方程：两个氢原子聚变成一个氦原子，释放出一个中：H+H=He+n。

原理

在核反应中，用于轰击原子核的粒子称为入射粒子或轰击粒子，被轰击的原子核称为靶核，核反应发射的粒子称为出射粒子，反应生成的原子核称为剩余核或产物核。入射粒子a轰击靶核A，发射出射粒子b并生成剩余核B的核反应可用以下方程式表示：A+a→B+b 或简写为： A(a,b)B

若a、b为同种粒子，则为散射，并根据剩余核处于基态还是激发态而分为弹性散射和非弹性散射，用A(a,a)A和A(a,a′)A表示，给定的入射粒子和靶核能发生的核反应往往不止一种。每一种核反应称为一个反应道。

以上内容参考：

……其中两弹是指___、___，一星是指___。研制两弹的基本核反应方程式之一分别为U+__→Ba+Kr+__、H+H→He+___。：、、人造卫星、10n、310n、10n。参考：

235U+n→236U→135Xe+95Sr+2n

235U+n→236U→144Ba+89Kr+3n

21h+31h----42he+10N+能量

一个235裂变是；

一个是氢原子巨变是

第三代核电自主化依托项目——山东海阳核电站一期工程，已于2009年10月正式开工。在核电站中，核反应

中子，3，（m u -m Ba -m Kr -2m n ）c 2

根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可以确定，X为中子，a=3。由爱因斯坦的质能联系方程可得，核反应过程中放出的核能ΔE=（m u -m Ba -m Kr -2m n ）c 2 。（5分）

核电站核反应方程式是什么

当今的核电站是通过“重核裂变”来释放核能的，一般是235裂变，方程如下：

235U+1n=137Ba+97Kr+2n。数字不是化学计量数,是质量数,n是中子数

在核反应方程式中如何分辨α衰变，β衰变，核裂变，核聚变以及原子核的人工转换

α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程。α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核He。

β衰变,原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称为β-衰变；放出正电子的衰变过程称为β+衰变;原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程称为轨道电子俘获，俘获K层电子叫K俘获，俘获L层的叫L俘获，其余类推。通常，K俘获的几率量大。在 β衰变中，原子核的质量数不变，只是电荷数改变了一个单位。

核裂变,可裂变重核裂变成两个、三个或更多个中等质量核的核反应。在裂变过程中有大量能量释放出来，且相伴放出2~3个次级中子。裂变反应包括用中子轰击引起的裂变和自发裂变两种。核裂变，又称核分裂，是指由重的原子，主要是指或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中裂变在核电厂常见，加热后原子放出2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变。

核聚变，由轻原子核熔合生成较重的原子核，同时释放出巨大能量的核反应。为此，轻核需要能量来克服库仑势垒，当该能量来自高温状态下的热运动时，聚变反应又称“热核反应”。 核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

原子核的人工转变,用快速粒子（天然射线或人工加速的粒子）穿入原子核的内部使原子核转变为另一种原子核的过程，这就是原子核的人工转变。

（1）质子的发现：19年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核时，发现了质子，质子是氢核，带一个正单位的正电荷，质量为一个原子量单位。（反应方程式：14N+4He→17O+1H） （2）中子的发现：1932年，查德威克用α粒子轰击铍原子核时，发现了中子，中子是不带电的，质量为一个原子量单位。（反应方程式：9Be+4He→12C+n）

参照，百度百科摘录，如果只是高中了解这些就够了，大学的我也不会