第2讲 原子核和核能
一、天然放射现象
1．天然放射现象：某些元素自发地放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为放射性元素。
2．三种射线的本质：α射线是氦核流，β射线是电子流，γ射线是电磁波。
二、原子核的衰变
1．定义
原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫原子核的衰变。
2．分类
(1)α衰变：X―→Y＋He，同时放出γ射线。
(2)β衰变：X―→Y＋e，同时放出γ射线。
3．半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。
(2)半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关。
三、放射性同位素及应用
1．同位素
有些原子的核电荷数相同，但质量数不同，这样一些具有相同核电荷数和不同质量数的原子互称为同位素。
2．放射性同位素的应用
(1)放射性同位素放出的射线应用于工业探伤、农业、医疗等。
(2)做示踪原子。
四、核反应
用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程。
典型核反应：
(1)卢瑟福发现质子的核反应方程。
N＋He―→O＋H。
(2)查德威克发现中子的核反应方程。
Be＋He―→C＋n。
(3)约里奥－居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程。
Al＋He―→P＋n, P―→Si＋e。
常见的核反应有：衰变、人工转变、裂变和聚变。
五、核能
1．核能
由于原子核中的核子间存在强大的核力，使得原子核成为一个坚固的集合体，要把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功，反之，要把核子集合成一个原子核，就要放出巨大的能量。
2．质能方程
(1)质能方程：E＝mc2，m是物体的质量，c是真空中的光速。
上述表明：物体的质量和能量间有一定联系，即物体具有的能量与其质量成正比，当物体的能量增加或减小ΔE，它的质量也会相应地增加或减少Δm，ΔE与Δm的关系是ΔE＝Δm·c2。
(2)质量亏损：核子结合成原子核时要释放能量，按上述关系，原子核的质量要小于组成原子核的核子总质量，这个质量差也叫质量亏损。
3．获得核能的途径
(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量核的反应过程。重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能。铀235裂变时发生链式反应。
(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘和氚核合成氦核，必须达到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)
1．原子核是由质子和中子组成的。(√)
2．β射线中的电子是原子核外的电子。(×)
3．半衰期是一个统计规律，对少数原子核不适用。(√)
4．核力是弱相互作用。(×)
5．质能方程表明在一定条件下，质量可以转变为能量。(×)
6．所有的核反应都是释放能量的反应。(×)
