二 . 原子核的结合能

二. 原子核的结合能 • 来源——“核子”（质子和中子的通称）之间的强吸引力超过了质子的静电排斥力； • 核子组成核时会产生能量（质量）的变化，服从爱因斯坦的质能相当关系：（c  3108米/秒；1kg相当于91016焦）

MH是氢原子质量，Mn是中子质量， M（Z，A）是相应中性原子的质量。取为原子质量单位： 1u=1.6610-24克9.3102MeV • 结合能 B=B（Z，A）=DM·c2 • 比结合能 B/A 是每个核子分摊到的结合能，通常用 MeV/核子作单位： 1MeV=1.6 10-13焦

原子比结合能曲线

可见当铀或钚裂变为中等质量核时，每个原子质量约可放出1MeV的能量（裂变能）；当氘、氚或氦3聚合成氦4时，每个原子质量单位约可放出5MeV的能量（聚变能）。可见当铀或钚裂变为中等质量核时，每个原子质量约可放出1MeV的能量（裂变能）；当氘、氚或氦3聚合成氦4时，每个原子质量单位约可放出5MeV的能量（聚变能）。

三. 原子核反应 1 放射性同位素的衰变是随机自发的单体核反应。常见的有a,b,g三种：三种粒子在电场中的偏转

a衰变： 或记为：如

b衰变：又分为b-， b+及电子俘获三种： • b-： • 如： • b+： • 如： • 电子俘获(EC)： • 如：

b-衰变 b+衰变

g衰变： • 表示的“激发态” 如：

半衰期：某种放射性同位素衰变掉一半所需的时间，叫做该同位素的半衰期T1/2。半衰期：某种放射性同位素衰变掉一半所需的时间，叫做该同位素的半衰期T1/2。

镭—铍 钋—铍中子源 2 几个著名的核反应 • 第一次人工核反应（卢瑟福1919） • 第一次引起人工放射性的核反应（居里夫妇1934） • 导致中子发现的核反应（查德威克1932）（） 253秒

第一次由中子引起的核反应（费米1934） 发现律，1938年获诺贝尔奖。 • 首次产生超铀元素（麦克米伦和艾贝尔森，1939）（镎）（钚）

3 裂变反应： • 费米1934年为了想人工制造超铀元素，将中子射进铀原子核，结果测到4种能量不同的b粒子，无法解释。 • 迈特勒、哈恩和斯特拉斯曼用放射化学方法确认中子轰击铀的产物中有钡、镧的同位素，迈特勒和弗里希提出“裂变”解释（1938-1939）： • 哈恩单独获1944年诺贝尔化学奖（核能和化学能的比较）。

原子核裂变（放出2～3个中子和 200MeV 能量）

历史的教训（裂变的发现走过了4年曲折的道路）：费米、诺达克、迈特勒等人的功过。历史的教训（裂变的发现走过了4年曲折的道路）：费米、诺达克、迈特勒等人的功过。 • 裂变的链式反应 • 裂变碎片及放射性同位素 • 裂变能的释放：（核能和化学能） 1kg 235U裂变能2700吨煤燃烧能

裂变链式反应

4 聚变反应： • 提供太阳能的聚变反应（1938年贝特循环）：     2+  2+  ，总的效果是：（太阳能的来源，维持太阳不坍缩）

作为氢弹基础的聚变反应：     • 造氚反应：  和是氢弹的基础；是中子弹的基础。

二 . 原子核的结合能

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