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第2讲 放射性元素的衰变 核能,1,1.天然放射现象 物质能自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。天然放 射现象的发现，说明_具有复杂的结构。,原子核,2.放射性和放射性元素 物质放出_的性质叫放射性。具有_的元素叫放射 性元素。 3.三种射线 放射性元素放射出的射线共有三种，分别是_、射 线、射线。,射线,放射性,射线,2,4.三种射线的比较,高速电子流,2e,c,不偏转,最强,很弱,3,5.原子核的组成 (1)原子核由_和_组成，_和_统称为核子。 _带正电，_不带电。 (2)基本关系： 核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=_ 质量数(A)=_=质子数+中子数 (3)X元素的原子核的符号为 ，其中A表示_，Z表示核 电荷数。,质子,中子,质子,中子,质子,中子,核外电子数,核子数,质量数,4,6.放射性同位素的应用与防护 (1)放射性同位素：有_放射性同位素和_放射性同位 素两类，放射性同位素的化学性质相同。 (2)应用：消除静电、工业探伤、作_等。 (3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。,天然,人工,示踪原子,5,二、 原子核的衰变、半衰期 1.原子核的衰变 (1)原子核放出粒子或粒子，变成另一种_的变化称 为原子核的衰变。 (2)分类: 衰变： 衰变：,原子核,（3）射线：原子核中有的发生衰变或衰变时，伴随着辐射。,(3)两个重要的衰变：,6,2.半衰期 (1)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变需要的时间。(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核自身因素决定,与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关。,半数,(2)半衰期的计算 根据半衰期的概念,可总结出公式。 式中N原、M表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，T1/2表示半衰期。,(3)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差别很大。 (4)适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。,7,三、 核力、结合能、质量亏损 1.核力 (1)定义：把原子核中的核子维系在一起的力。 (2)特点： 核力是强相互作用的一种表现； 核力是短程力，作用范围在2 fm(1 fm=10-15 m)左右； 每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。 2.结合能 核子结合为原子核时_的能量或原子核分解为核子时_ 的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。,释放,吸收,8,3.比结合能 (1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。 (2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 4.质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E=_，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能E=_。,mc2,mc2,9,四、 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程 1.重核裂变 (1)定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。 (2)特点 裂变过程中能够放出巨大的能量; 裂变的同时能够放出23(或更多)个中子; 裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式,但三分裂和四分裂概率比较小。,10,(3)典型的裂变反应方程: (4)链式反应：由重核裂变产生的_使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 (5)临界体积：裂变物质能够发生_的最小体积。 (6)裂变的应用：_、核反应堆。 (7)反应堆构造：核燃料、减速剂、_、防护层。,中子,链式反应,原子弹,镉棒,11,2.轻核聚变 (1)定义： 两轻核聚合成_引起结合能变化的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫_。,较重核,热核反应,聚变反应比裂变反应更剧烈。 对环境污染较少。 自然界中聚变反应原料丰富。 (3)典型的聚变反应方程:,(2)特点: 聚变过程放出大量的能量,平均每个核子放出的能量,比裂 变反应中每个核子放出的能量大3至4倍。,12,3.核反应的四种类型,13,14,
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