192核力与结合能核裂变核聚变

119.2核力与结合能核裂变核聚变【思考交流与点拨】【思考1】组成原子核的核子间有相互作用吗？是引力还是斥力？为什么它们还能共同组成很小的原子核？一、核力1．原子核内____________之间的相互作用力称为核力，核力具有以下三个特点：(1)核力是__________的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力________．(2)核力是________，作用范围在______________之内，核力在大于0.8×10－15m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.5×10－15m，核力__________几乎消失；而在距离小于0.8×10－15m时，核力表现为______．(3)核力的饱和性：每个核子只跟______的核子发生核力作用．2．四种基本相互作用分别是：__________、________、______________、____________.其中万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力．3．自然界中较______的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较______的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越多．【例1】氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则这三种力从大到小的排列顺序是()A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力【例2】在下列判断中，正确的是()A．组成23892U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用B．组成23892U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成23892U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成23892U核的质子中任何两个质子之间，都存在不可忽略的核力作用二、结合能与质量亏损1、结合能：把原子核分解为独立的核子，需要克服强大的核力做功，________能量或核力把核子结合在一起________的能量，称为原子核的__________．2、比结合能：结合能与________之比称为比结合能．比结合能越大，表示原子核中核子结合得________，原子核越稳定．3、质量亏损①质量亏损：核反应前与反应后的总质量之称为质量亏损．②爱因斯坦质能方程：E＝________.③核能的计算：ΔE＝__________，其中Δm是质量亏损．【例3】下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有()A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核分解成核子放出的能量称为结合能B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大【例4】下面是一核反应方程21H＋31H→42He＋X，用c表示光速，则()2A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘以c2B．X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘以c2C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘以c2D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘以c2三．核反应1、核反应：原子核在________的轰击下产生________的过程．2、核反应的规律：在核反应中，________守恒、__________守恒，还遵守动量守恒．3、原子核的人工转变：原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子核，这种核反应称为人工转变．①发现质子：________用α粒子轰击氮原子核，发现质子的核反应是第一次实现原子核的人工转变．147N＋42He→178O＋________.②中子的发现：__________用α粒子轰击铍原子核发现了中子，其核反应方程为：94Be＋42He→＋126C________.四、核裂变1、定义：重核被______轰击后分裂成几个质量_______的新原子核，释放出_____的反应．如：用______轰击铀核，铀核发生裂变，铀核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和氪，同时放出3个中子．核反应方程式为：23592U＋________→14156Ba＋8936Kr＋310n.2．链式反应：当一个_____引发一个铀核裂变后，反应释放出的_____又轰击其他原子核产生裂变，……这样的反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的______反应．3、临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生链式反应的________叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量．4、发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须__________临界体积，或裂变物质的质量必须__________临界质量．【例5】关于重核的裂变，下列说法正确的是()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．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能【例6】下列核反应方程，属于裂变反应的有()A.23892U→23490Th＋42HeB.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310nC.3015P→3014Si＋01eD.94Be＋42He→126C＋10n五、核聚变1、定义：两个核结合成质量较的核的反应叫________，轻核聚变反应必须在______下进行，因此又叫热核反应．核聚变反应举例：21H＋31H→________＋10n＋17.6MeV.32、聚变的特点：在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变能释放________的能量．热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠________的热就可以使反应继续下去．3、聚变与裂变相比有很多优点(1)轻核聚变__________：相同质量的核燃料，聚变反应产生的能量较多．(2)地球上聚变燃料的储量______．地球上的河流、湖泊、海洋中的水中含有丰富的_______，反应中所用的氚可以用______制取，而______在地球上也有很大的储量．(3)轻核聚变更为安全、清洁．聚变反应产生的____________没有放射性，放射性废物主要是泄漏的氚和聚变时产生的高速______、______与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂变反应堆生成的废物________、容易处理．【例7】下列关于聚变的说法中，正确的是()A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹可利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着裂变反应【例8】现有三个核反应：①2411Na→2412Mg＋0－1e②23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n③21H＋31H→42He＋10n，下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变【反馈练习】1、关于核力，下列说法中正确的是()A．核力是电磁力的一种，是核子中电荷间的相互作用B．核力就是分子力，都属于短程力C．只有相邻核子之间才存在核力的作用D．核子间的距离大于0.8×10－15m时核力表现力引力，距离小于0.8×10－15m时核力表现为斥力，超过1.5×10－15m时核力急剧下降几乎消失2、核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为()A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂的电磁力3、现已建成的核电站主要利用的是()A.放射性元素衰变释放的能量B.人工放射性同位素衰变释放的能量C.轻核聚变释放的能量D.重核裂变释放的能量4、一个U23592原子核在中子的轰击下裂变方程为nSrXnU10943810235922，则下列说法正确的是()A.X原子核中含有86个中子B.X原子核中含有141个核子C.铀核裂变的产物是多种多样的，具有一定的偶然性D.为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀23545、有一种核聚变反应为：H+H→H+X。已知H的质量为2.0136u，H的质量为1.0073u，X的质量为3.0180u。则下列说法正确的是()A.X是质子，该反应吸收能量B.X是氕，该反应吸收能量C.X是氘，该反应释放能量D.X是氚，该反应释放能量6、关于原子核的裂变和聚变，下面说法正确的是()A.铀核裂变的产物是多种多样的，但都有质量亏损。B.裂变产生的放射性物质处理起来比较困难C.要使原子核发生聚变反应，必须使核子接近到10－10m。D.太阳及其它恒星的能量都来自于原子核的聚变反应。7、一个α粒子击中一个硼核(115B)变成一个质子和一个碳14，还放出0.75MeV的能量，（1）写出该过程的核反应方程（2）求出核反应过程中的质量亏损(结果保留两位有效数字)8、一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10－25kg，钍核的质量为3.786567×10－25kg，α粒子的质量为6.64672×10－27kg。求这个衰变过程中释放出的能量(结果保留两位有效数字)