核力与核能
1.核力:原子核的半径很小,其中的质子之间的库仑力很大,受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态,一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起.这种力叫做核力
①核力是很强的力
②核力作用范围小,只在2.0×10-15 m短距离内起作用
③每个核子只跟它相邻的核子间才有核力作用
2.核能
(1)结合能:核子结合成原子核时放出一定的能量,原子核分解成核子时吸收一定能量,这种能量叫结合能.
(2)质量亏损:核子结合生成原子核,所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做质量亏损。
也可以认为.在核反应中,参加核反应的总质量m和核反应后生成的核总质量m/之差: Δm=m一m/
(3)爱因斯坦质能方程:爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:E = mc2,这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是:ΔE=Δmc2。
(4)核能计算:
①应用公式ΔE=Δmc 2时应选用国际单位,即ΔEM的单位为焦耳,Δm的单位为千克,C的单位为米/秒.
②1u相当于931.5MeV,其中u为原子质量单位:1u=1.660566×10-27kg ,lMev= l06 ev,leV=1.6×10-19J
③应用公式ΔE=931.5Δm时,ΔE的单位为兆电子伏(MeV),Δm的单位为原子质量单位.
[例10]下面是一核反应方程,用表示光速,则( )
A. X是质子,核反应放出的能量等于质子质量乘C2
B. X是中子,核反应放出的能量等于质子质量乘C2
C. 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C2
D. 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C2
解:根据在核反应中,质量数和电荷数都守恒,可知核反应方程中的X为中子,根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2知,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,答案为D。
五.重核的裂变与轻核的聚变
1.重核的裂变
①所谓重核即为质量数很大的原子核.
②重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的原子核的反应过程叫重核的裂变。在裂变的同时,还会放出几个中子和大量能量.
裂变方程式例举:
铀235裂变时,同时放出2—3个中子,如果这些中子再引起其他铀235核裂变,就可使裂变反应不断地进行下去,这种反应叫链式反应.铀235核能够发生接式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积.
③核反应堆的构造:
A.核燃料——用铀棒(含3%-4%的浓缩铀)。
B.减速剂——用石墨、重水或普通水(只吸收慢中子)。
C.控制棒——用镉做成(镉吸收中子的能力很强)。
D.冷却剂——用水或液态钠(把反应堆内的热量传递出去)
2.轻核的聚变
①所谓轻核是指质量数很小的原子核,如氢核、氘核等.
②某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程叫做轻核的聚变,同时放出大量的能量.
轻核聚变方程例举 H+H→He+n
经核聚变只能发生在超高温(需要几百万度高温)条件下,故轻核聚变也叫做热核反应.


