1、第十章 原子核 一、学习要点 原子核的基本性质 （）质量数和电荷数； （）核由个核子组成，其中个质子（ p）和 N=个中子（ n）； （）原子核的大小 : r0A1/3 , r0 (1.11.3)10-15 m ， =1014 t/m3常数 (4）核磁矩：IpI Pmeg 2, 核磁子Bpme 183612 (5)原子核的结合能、平均结合能、平均结合能曲线 E= Zmp+(A-Z)mn-MNc2=ZMH+(A-Z)mn-MAc2， 1uc2=931.5MeV ，AEE2.核的放射性衰变： （ 1） 、 、 射线的性质 （ 2）指数衰变规律： teNN 0 ， temm 0 ，2lnT， 1放射
2、性 活 度： 000 , NAeAA t （ 3）放射系 （ 4） 衰变（位移定律、衰变能、条件 、 核能级） （ 5） 衰变： 能谱与中微子理论； -衰变、 +衰变、轨道电子俘获（ EC）（ K 俘获）（位移定则，衰变能， 条件，核能级等） （ 6） 衰变： 跃迁、内转换； 3核力：性质、汤川秀树 介子理论； 4原子核结构模型： (了解 ) （ 1）液滴模型 （ 2）外斯塞格质量（结合能）半经验公式 （ 3）壳层模型 5核反应 （ 1）守恒定律 （ 2）核反应能及核反应阈能及其计算 （ 3）核反应截面和核反应机制 （ 4）核反应类型 （ 5）重核裂变（裂变方程、裂变能、裂变理论、链式反应）
3、（ 7）轻核裂变（聚变能、热核聚变的条件、类型等） 二、基本练习 1选择题： (1)原子核的大小同原子的大小相比，其 R 核 R 原 的数量级应为： A 105 B.103 C.10-3 D.10-5 (2)原子核可近似看成一个球形，其半径 R可用下述公式来描述： A.R r0A1/3 B. R r0A2/3 C. R 3034rD.R= 334A (3)试估计核密度是多少 g/cm3？ A.10； B.1012 C.1014 D.1017 (4)核外电子的总角动量 6JP ,原子核的总角动量 12IP ,则原子的总角动量 1 FFPF ,其中 F为原子的总角动量量子数 ,其取值为 A.4,3
4、,2,1; B.3,2,1; C.2,1,0,-1,-2; D.5,4,3,2,1 (5)氘核每个核子的平均结合能为 1.11MeV,氦核每个核子的平均结合能为 7.07 MeV.有两个氘核结合成一个氦核时 A.放出能量 23.84 MeV; B.吸收能量 23.84 MeV; C.放出能量 26.06 MeV; D.吸收能量 5.96 MeV, (6)由 A个核子组成的原子核的结合能为 2mcE ,其中 m 指 A.Z 个质子和 A-Z 个中子的静止质量之差； B.A个核子的运动质量和核运动质量之差 ; C. A个核子的运动质量和核静止质量之差； D. A个核子的静止质量和核静止质量之差 (
5、7)原子核平均结合能以中等核最大 , 其值大约为 A.8.57.5MeV； B.7.57.7MeV； C.7.78.7MeV； D.8.58.7MeV (8)原子核的平均结合能随 A的变化呈现出下列规律 A.中等核最大 ,一般在 7.58.0 MeV ; B.随 A的增加逐渐增加 ,最大值约为 8.5 MeV ; C. 中等核最大，一般在 8.5-8.7 MeV； D.以中等核最大，轻核次之，重核最小 . (9)放射性原子核衰变的基本规律是 teNN 0 ,式中 N代表的物理意义是 A. t时刻衰变掉的核数； B. t=0时刻的核数 ; C. t时刻尚未衰变的核数； D. t时刻子核的数目 .
6、 (10)已知某放射性核素的半衰期为 2年 ,经 8年衰变掉的核数目是尚存的 A.5倍 ; B.10倍 ; C.4倍 ; D.8倍 . (11)8536 Kr样品的原子核数 N0在 18年中衰变到原来数目的 1/3, 再过 18年后幸存的原子核数为 A.N0/9； B. N0/2； C. N0/3； D. N0/6. (12)若以居里为单位 ,在 t时刻有 N 个核 ,其衰变常数为 的核素的放射性强度为 A. N/3.71010 ； B. N3.71010； C. N ； D. Ne-t. (13)天然放射性铀系的始祖元素是 23892 U,最后该系形成稳定的核是 20682 Pb,那么铀系共
7、经过多少次 衰变 ? A.59； B.8； C.51； D.10. (14)在 衰变过程中 ,若 粒子质量为 M ,反冲核质量为 Mr,则衰变能 E0和 粒子的动能E有如下关系 A. rMmEE 10 ； B. rMmEE 10 ; C. mMEE r10 ； D. mMEE r10 . （ 15）在 衰变中从能 ,量或静止质量角度考虑能发生 +和 K俘获的关系是： A能发生必须能发生 K俘获 B能发生不一定能发生 K俘获 C能发生 k俘获必能发生 D还要考虑其他条件才能判断 （ 16）发生 +衰变的条件是 A.M(A,Z) M(A,Z 1) me; B.M(A,Z) M(A,Z 1) 2me
8、; C. M(A,Z) M(A,Z 1); D. M(A,Z) M(A,Z 1) 2me (17) 发生 衰变的条件是 A.M(A,Z) M(A,Z 1) me; B.M(A,Z) M(A,Z 1) me; C.M(A,Z) M(A,Z 1); D.M(A,Z) M(A,Z 1) 2me. (18)已知 74Be的原子量为 7.016290, 73Li 的原子量为 7.016004,从能量角度 74Be： A能发生 +衰变也可能发生 K俘获； B仅能发生 衰变 ; C仅能发生 K俘获 ; D仅能发生 +衰变 . (19)衰变中的内转换电子的产生原因是： A核放出的 射线使原子壳层中的电子被击出
9、； B核的电磁场与壳层电子的相互作用而释放电子； C由壳层电子跃迁产生的 射线再将另一电子击出； D同俄歇电子产生原因相同 (20)在原子核发生衰变过程中 ,下述过程可产生俄歇电子 A 和 跃迁； B. +和 K俘获； C. K俘获和内转换（内变换）； D.内转换和 (21)以下五个试验： 1.X 射线 ， 2.内转换， 3.康普顿效应 ， 4.光电效应 ， 5.俄歇电子 . 问那两个可证实 K俘获过程的存在： A .1 和 2 B .4和 2 C.1 和 3 D.1 和 5 (22)历史上 发现的 第一 核 反应是： A .P+73Li242He 为吸能反应； B. +147N178O+p为
10、放能反应 ; C.p+73Li242He为放能反应； D. +147N178O+p为吸能反应 . (23)历史上利用 人工 加速 所产生的第一个核反应方程是： A 147N（ ， p） 178O,为放能反应 ; B .147N（ ， p） 178O,为吸能反应 ; C .73Li（ p, ） 42He,为放能反应 ; D. 73Li（ p ,c） 42He,为吸能反应 (24)在核反应 63Li+21H242He 中 ,已知反应能为 22.4MeV,测得 21H的能量是 4.0MeV 若生成的两个粒子能量相等，其数值为： A 9.2MeV； B.26.4MeV； C.13.2MeV； D.18
11、.4MeV. (25)在核反应 94Be+11H95B+01n中反应能为 -1.84MeV,入射电子的阈能为： A.0MeV； B.1.66MeV； C.1.84MeV； D.2.04MeV; (26)用能量为 1.15MeV氘粒子引起 11B（ d， ） 9Be反应 ,在方向测得出射粒子能量为6. 7MeV,则反应能为： . MeV B. 8.03MeV C .4MeV D.4.03MeV (27)已知核 2H、 3H、 4He 的比结合能分别为 1.11MeV、 2.83MeV、 7.07MeV，则核反应 2H+3H、 4He+n的反应能为 A.3.13MeV B. 17.56MeV C.
12、-3.13MeV D .17.56MeV (28)一个 235U发生裂变，其裂变碎片的质量数为下列哪一组几率最大？ A.118 ,118； B.72 , 162 ; C. 96, 140 ; D.118,72. (29)235U 核吸收一个热中子之后 ,经裂变而形成 13954Xe 和 9438Sr 核 ,还产生另外什么粒子？ A.两个中子 ; B.一个氘核 ; C.一个氘核和一个质子 ; D.三个中子 . (30)一个 235U吸收一个慢中子后 ,发生的裂变过程中放出的能量为 A.8MeV； B. 100MeV； C .200MeV； D.93.1MeV. (31)核力的力程数量级（以米为单
13、位） A .10-15； B. 10-18； C.10-10； D. 10-13. （ 32）下述哪一个说法是不正确的 ? A.核力具有饱和性 ; B.核力与电荷有关 ; C.核力是短程力 ; D.核力是交换力 . (33)核力具有以下性质： A.是具有饱和性的交换力 ; B.大小与电荷有关 ; C.仅仅有有心力 ; D.子是核力场中的量子 . （ 34）汤川介子理论认为核力是交换下列粒子而产生： A.电子和中微子 ; B. ； C.,0; D.胶子 2简答题 （ 1）解释下列概念：、核衰变能、核反应能、裂变能、聚变能、链式反应 、 热核反应、核反应阈能、 K俘获、俄歇电子、内转换、 . 内转
14、换电子 . （ 2）何谓衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性强度？放射性核素的衰变规律如何？ （ 3） 能谱有何特点？如何解释？ （ 5）原子核的平均结合能曲线有何特点？ （ 6）某原子 XAZ 的质量小于 YA1Z 的质量，但大于 YA1Z 的质量，从能量的角度考虑，该核能发生何种衰变？ 4计算题 (1)算出 73Li（ p, ） 42He的反应能 .已知： 11H ： 1.007825u, 42He:4.002603u, 73Li:7.015999u.（放能： 17.35MeV） (2)第一题中 ,如果以 1MeV的质子打击 Li,问在垂直于质子束的方向观测到 42He的能量有多大 ?（ 9
15、.175MeV） (3)以能量 E1=0.6MeV 的氘核轰击氘靶放出中子： (a)写出这时发生的核反应式； (b)由氘核放出的中子方向与氘核入射方向垂直时 ,试计算中子的能量 E2?(2.58MeV) （ 5）用中子撞击 Al2713 靶时，可分别发生飞出质子和光子的反应，（ 1）试分别写出核反应方程式；（ 2）已知 M（ 27， 13） =26.981530u， M（ 27， 12） =26.984343u， M（ 28， 13）=27.9811912u， M（ 1， 1） =1.007825u， mn=1.00865 u，分别计算两种核反应的反应能，并计算有关阈能 . （ 7） 14C 的半衰期为 5500年，写出 14C的衰变方程 . 如果生物体死后就再没有 14C进入体内，现在测得一棵死树的 14C 放 射性强度为活树的 1/3，试估算该树已死了多少年？（ 1998中科院） 8、证明 Be74 衰变为 Li73 只可能通过轨道电子俘获的方式，而不可能通过 衰变方式。 已知 uLiM 01 60 0 4.7)( 73 ， uBeM 0 1 6 9 2 9.7)( 74 ume 000548.0
