高中物理高考一輪復(fù)習(xí)一輪復(fù)習(xí) 第16章 原子核-2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義

第2講原子核一、原子核的組成、放射性元素的衰變1．天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。2．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。3．原子核的衰變(1)衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化。(2)分類(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。4．放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。(2)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。(3)防護(hù)：防止放射性對人體組織的傷害。思考辨析1．原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)。 (√)2．β射線是高速電子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。 (√)3．半衰期可以通過人工進(jìn)行控制。 (×)4．某放射性元素的半衰期為4天，若有100個(gè)這樣的原子核，經(jīng)過4天后還剩50個(gè)。這種說法對嗎？提示：半衰期是大量放射性元素的原子核衰變時(shí)所遵循的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不能用于少量的原子核發(fā)生衰變的情況，因此，經(jīng)過4天后，100個(gè)原子核有多少發(fā)生衰變是不能確定的，所以這種說法不對。核反應(yīng)方程：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，但不是總質(zhì)量守恒。二、核力與結(jié)合能核裂變與核聚變1．核力和核能(1)核力：原子核內(nèi)部，鄰近核子間所特有的相互作用力。(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其對應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2。(3)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。2．裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)(1)重核裂變①定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。②典型的裂變反應(yīng)方程：eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n。③鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。④臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。⑤裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。⑥反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、慢化劑、控制棒、防護(hù)層。(2)輕核聚變①定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。②典型的聚變反應(yīng)方程：eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋MeV。思考辨析1．核力是強(qiáng)相互作用，在任何情況下都比庫侖力大。 (×)2．鈾核裂變時(shí)會吸收大量的能量。 (×)3．核聚變中平均每個(gè)核子放出的能量，比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大。 (√)4．有人認(rèn)為質(zhì)量虧損就是核子的個(gè)數(shù)變少了，這種認(rèn)識對不對？提示：不對。在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，即核子的個(gè)數(shù)不變，只是核子組成原子核時(shí)，仿佛變“輕”了一些，原子核的質(zhì)量總是小于其全部核子質(zhì)量之和，即發(fā)生了質(zhì)量虧損，核子的個(gè)數(shù)并沒有變化。5．2023年12月3日，“嫦娥五號”從月球上帶回的eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He是未來核聚變最理想的原料，eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He聚變產(chǎn)生的是eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He和質(zhì)子，不會產(chǎn)生中子，請嘗試寫出其核反應(yīng)方程式。提示：2eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H。(1)核子數(shù)越多，結(jié)合能越大，比結(jié)合能不一定越大。(2)質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量有著緊密聯(lián)系，但不能相互轉(zhuǎn)化?？键c(diǎn)1原子核的組成(基礎(chǔ)考點(diǎn))1．關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象。人們從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開了原子核的秘密。下列說法正確的是()A.法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了X射線B.德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出α射線C.盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D.居里夫婦通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子C解析：法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出射線，A錯誤；德國物理學(xué)家倫琴，發(fā)現(xiàn)了倫琴射線，又叫X射線，B錯誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在，C正確；查德威克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，D錯誤。2．(多選)下列說法正確的是()A.eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m))X與eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m－1))Y互為同位素B.eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m))X與eq\o\al(\s\up1(n－1),\s\do1(m))Y互為同位素C.eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m))X與eq\o\al(\s\up1(n－2),\s\do1(m－2))Y的中子數(shù)相同D.eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U核內(nèi)有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)中子BC解析：A選項(xiàng)中，eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m))X核與eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m－1))Y核的質(zhì)子數(shù)不同，不是同位素，A錯誤；B選項(xiàng)中，eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m))X核與eq\o\al(\s\up1(n－1),\s\do1(m))Y核的質(zhì)子數(shù)都為m，而質(zhì)量數(shù)不同，則中子數(shù)不同，所以互為同位素，B正確；C選項(xiàng)中，eq\o\al(\s\up1(n),\s\do1(m))X核內(nèi)的中子數(shù)為n－m，eq\o\al(\s\up1(n－2),\s\do1(m－2))Y核內(nèi)的中子數(shù)為(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子數(shù)相同，C正確；eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U核內(nèi)有143個(gè)中子，而不是235個(gè)中子，D錯誤。原子核的“數(shù)”與“量”的辨析(1)核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，組成原子核的質(zhì)子的電荷量都是相同的，所以原子核的電荷量一定是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，我們把核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù)，而這些質(zhì)子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量。(1)原子核的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是不同的，也與元素的原子量不同。原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)，原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子質(zhì)量的總和。考點(diǎn)2放射性元素的衰變(基礎(chǔ)考點(diǎn))1．(2023·山東高考)氚核eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H發(fā)生β衰變成為氦核eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He。假設(shè)含氚材料中eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在×104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為×10－8A。已知電子的電荷量為×10－19C，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H的個(gè)數(shù)為()A.×1014 B.×1016C.×1016 D.×1018B解析：根據(jù)I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，可得產(chǎn)生的電子數(shù)為n＝eq\f(It,e)＝eq\f×10－8××104,×10－19)個(gè)＝1016個(gè)，因在β衰變中，一個(gè)氚核產(chǎn)生一個(gè)電子，可知氚核的個(gè)數(shù)為×1016個(gè)。故選B。2．如圖所示，把放射源鈾、釙或鐳放入用鉛做成的容器中，射線從小孔射出。在射線經(jīng)過的空間施加磁場(垂直紙面向里)，發(fā)現(xiàn)射線分裂成三束，下列關(guān)于這三束射線的說法正確的是()A.射線①中每顆粒子的質(zhì)量是射線③中每顆粒子質(zhì)量的4倍B.射線②的電離能力最強(qiáng)C.若加熱鉛盒，則單位時(shí)間內(nèi)射出的粒子數(shù)會增加D.盧瑟福用射線①轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D解析：根據(jù)左手定則可知，①帶正電，是α射線(eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He核)，②是γ射線，③是β射線(eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e)，而α粒子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量，選項(xiàng)A錯誤；射線①即α射線的電離能力最強(qiáng)，選項(xiàng)B錯誤；放射性元素的半衰期與外界條件無關(guān)，若加熱鉛盒，則單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)不變，射出的粒子數(shù)不變，選項(xiàng)C錯誤；盧瑟福用α射線轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，選項(xiàng)D正確。3．(2023·銀川模擬)自然界中存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所示(N表示中子數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù))，則下列說法正確的是()A.由eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(88))Ra到eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(89))Ac的衰變是α衰變B.已知eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(88))Ra的半衰期是T，則8個(gè)eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(88))Ra原子核經(jīng)過2T時(shí)間后還剩2個(gè)C.從eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(90))Th到eq\o\al(\s\up1(208),\s\do1(82))Pb共發(fā)生5次α衰變和2次β衰變D.圖中發(fā)生的α衰變和β衰變分別只能產(chǎn)生α和β射線C解析：由eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(88))Ra到eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(89))Ac放出電子，則此衰變是β衰變，選項(xiàng)A錯誤；半衰期是大量原子核衰變遵循的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少量的原子核不適用，選項(xiàng)B錯誤；eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(90))Th變?yōu)閑q\o\al(\s\up1(208),\s\do1(82))Pb，質(zhì)量數(shù)減少20，則發(fā)生了5次α衰變，根據(jù)5×2－x＝8得，x＝2，知發(fā)生了2次β衰變，故C正確；題圖中發(fā)生的α衰變和β衰變，往往伴隨γ射線產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯誤。1．衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1)α衰變和β衰變的比較衰變類型α衰變β衰變衰變方程eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))X→eq\o\al(\s\up1(A－4),\s\do1(Z－2))Y＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))Heeq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))X→eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z＋1))Y＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))Heeq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動軌跡的形狀αβ衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒(2)γ射線：經(jīng)常伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生。實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變過程中輻射出的光子。2．三種射線的成分和性質(zhì)名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋2e4u最強(qiáng)最弱β射線電子eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e－eeq\f(1,1837)u較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ00最弱最強(qiáng)3.半衰期的理解半衰期的公式：N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(eq\s\up6(\f(t,τ)))，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(eq\s\up6(\f(t,τ)))。式中的N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期。(2)對于發(fā)生α衰變和β衰變的原子核，設(shè)發(fā)生α衰變和β衰變的次數(shù)分別為n、m，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。兩式聯(lián)立解得n＝eq\f(A－A′,4)，m＝eq\f(A－A′,2)＋Z′－Z?？键c(diǎn)3核力與結(jié)合能(基礎(chǔ)考點(diǎn))1．在自然界穩(wěn)定的原子核中，中子數(shù)(N)和質(zhì)子數(shù)(Z)之間的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖中所提供的信息及原子核的有關(guān)知識，對于在自然界中穩(wěn)定的原子核，下列說法正確的是()A.較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)大致相等B.較重的原子核，質(zhì)子數(shù)大于中子數(shù)C.越重的原子核，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的差值越小D.在很大的原子核中，可以有質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等的情況A解析：根據(jù)題中給出的中子數(shù)(N)和質(zhì)子數(shù)(Z)的關(guān)系圖像可知，較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)大致相等，而較重的原子核，中子數(shù)明顯大于質(zhì)子數(shù)，A正確，B錯誤；由題圖可知，越重的原子核，中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)的差值越大，C錯誤；在很大的原子核中，由于核力明顯減弱，質(zhì)子和質(zhì)子間的排斥作用，導(dǎo)致質(zhì)子結(jié)合到原子核的數(shù)目越來越少，不可能出現(xiàn)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等的情況，D錯誤。2．(多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A.eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He核的結(jié)合能約為14MeVB.eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He核比eq\o\al(\s\up1(6),\s\do1(3))Li核更穩(wěn)定C.兩個(gè)eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H核結(jié)合成eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He核時(shí)釋放能量D.eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr核中的大BC解析：由題圖可知，eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He核的比結(jié)合能約為7MeV，因此它的結(jié)合能約為7MeV×4＝28MeV，A項(xiàng)錯誤；比結(jié)合能越大，表明原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，結(jié)合題圖可知B項(xiàng)正確；兩個(gè)比結(jié)合能小的eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H核結(jié)合成比結(jié)合能大的eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He核時(shí)，會釋放能量，C項(xiàng)正確；由題圖可知，eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U核的比結(jié)合能(即平均結(jié)合能)比eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr核的小，D項(xiàng)錯誤。3．(2023·全國卷Ⅱ)氘核eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→2eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為×1022個(gè)，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等；已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為×107J，1MeV＝×10－13J，則M約為()A.40kg B.100kgC.400kg D.1000kgC解析：氘核eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→2eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋MeV表示，則平均每個(gè)氘核聚變釋放的能量為ε＝eq\f(E,6)＝eq\f,6)MeV，1kg海水中含有的氘核約為×1022個(gè)，可以放出的總能量為E0＝Nε，由Q＝mq可得，要釋放相同的熱量，需要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量m＝eq\f(Q,q)＝eq\f(E0,q)＝397kg。故選C。1．核反應(yīng)方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)。如質(zhì)子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)、中子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n)、α粒子(eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)、β粒子(eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(-1))e)、正電子(eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e)、氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H)、氚核(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H)等。(2)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)。由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向。(3)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。2．核能的計(jì)算方法eq\x(\a\al(書寫核反,應(yīng)方程))→eq\x(\a\al(計(jì)算質(zhì)量,虧損Δm))→eq\x(\a\al(利用ΔE＝Δmc2,計(jì)算釋放的核能))(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算時(shí)，Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。(2)根據(jù)ΔE＝Δm×MeV計(jì)算時(shí)，Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)核子的比結(jié)合能來計(jì)算核能：原子核的結(jié)合能＝核子的比結(jié)合能×核子數(shù)?？键c(diǎn)4核裂變與核聚變(基礎(chǔ)考點(diǎn))1．(2023·遼寧?？?中科院近代物理研究所利用蘭州重離子加速器(HIRFL)通過“熔合蒸發(fā)”反應(yīng)合成超重核eq\o\al(\s\up1(271),\s\do1(110))Ds并輻射出中子。下列可能合成該超重核的原子核組合是()A.eq\o\al(\s\up1(64),\s\do1(28))Ni，eq\o\al(\s\up1(208),\s\do1(82))Pb B.eq\o\al(\s\up1(64),\s\do1(28))Ni，eq\o\al(\s\up1(209),\s\do1(83))BiC.eq\o\al(\s\up1(64),\s\do1(28))Ni，eq\o\al(\s\up1(207),\s\do1(82))Pb D.eq\o\al(\s\up1(64),\s\do1(28))Ni，eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(83))BiA解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒有Z1＋Z2＝110，A1＋A2＝271＋1＝272，將選項(xiàng)代入檢驗(yàn)得只有選項(xiàng)A符合。2．(2023·浙江高考)(多選)太陽輻射的總功率約為4×1026W，其輻射的能量來自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)質(zhì)量為1MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H)和一個(gè)質(zhì)量為2MeV/c2的氚核(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H)結(jié)合為一個(gè)質(zhì)量為3MeV/c2的氦核(eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)，并放出一個(gè)X粒子，同時(shí)釋放大約MeV的能量。下列說法正確的是()A.X粒子是質(zhì)子B.X粒子的質(zhì)量為MeV/c2C.太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為×109kgD.太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為MeV/c2BC解析：由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，則X為中子，選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)能量關(guān)系可知mn＝(1＋2－3MeV/c2－eq\fMeV,c2)，解得mn＝MeV/c2，選項(xiàng)B正確；太陽每秒放出的能量E＝Pt＝4×1026J，損失的質(zhì)量Δm＝eq\f(E,c2)＝eq\f(4×1026,9×1016)kg＝×109kg，選項(xiàng)C正確；因?yàn)镋＝4×1026J＝eq\f(4×1026,×10－19)eV＝×1045eV＝×1039MeV，則太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量為Δm＝eq\f(E,c2)＝×1039MeV/c2，選項(xiàng)D錯誤。3．(2023·湖南?？?2023年12月4日，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并首次實(shí)現(xiàn)利用核聚變放電。下列方程屬于正確的核聚變反應(yīng)方程的是()A.eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nB.eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))HeC.eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nD.eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nA解析：核聚變反應(yīng)是兩輕核反應(yīng)變成中等質(zhì)量的核。eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，是輕核聚變，故A正確；eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，此核反應(yīng)中反應(yīng)物只有一個(gè)原子核且生成物有氦核，屬于α衰變，故B錯誤；eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，此核反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物都有中子，構(gòu)成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，且生成物至少有兩個(gè)中等質(zhì)量的核，故屬于重核裂變，故C錯誤；eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，此核反應(yīng)是用α粒子轟擊鋁核生成了同位素磷，是人工核轉(zhuǎn)變，故D錯誤。1．核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變α衰變自發(fā)eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th→eq