解放军文职招聘考试核反应

 核反应

有些元素的原子核不稳定，能自发放射近质点和电磁辐射，这种从原子核自发地放射出射线的性质，称为放射性。

具有放射性的同位素称为放射性同位素。

原子核自发地发生核结构的改变称为核衰变或放射性衰变。如：

²³⁸₉₂U → ²³⁴₉₀Th + ⁴₂He

原子核由外因引起核结构的变化叫核反应。如：

³⁵₁₇Cl +  ¹₀n → ³⁵₁₆S + ¹₁H

得到的3516S核，在自然界中不存在，常称为人造元素。

3.天然放射性

经验表明核的稳定性有下列规律：

a、所有具有84或多于84个质子的原子核不稳定。也就是说原子序数84以后的元素均为放射性元素。

b、具有2、8、20、28、50、82或126 （幻数）个质子或中子的原子核，通常要比在周期表中与此相邻的原子核更稳定些。

c、原子核具有的质子数和中子数均为偶数时，通常较具有奇数的质子数或中子数的核更稳定一些。

d、根据库仑定律，原子核中的质子间应该产生很强的排斥力而使核不稳定。确定某一同位素是稳定或具有放射性的重要因素是中子与质子比(n:p)。

4.人工核反应

1919年卢塞福（1871-1937）首次进行人工核反应。他成功地用镭放射出的高速α粒子轰击氦-14而得到氧-17。

¹⁴₇N + ⁴₂He → ¹⁷₈O + ¹₁H

进行人工核反应，首先要有轰击粒子去轰击靶子物质或称靶核。通常用作轰击粒子的有质子、中子、氘核，α粒子和B、C、N和O核。

当轰击粒子带正电荷时，它必须有很高的动能才能克服它们与靶核之间的静电排斥。要使带电荷粒子得到必需的能量，就要使用回旋加速器。

在核反应发生的同时，会伴随巨大的能量放出。核反应的能量可以通过爱因斯坦的著名的质量和能量联系公式来考虑，质量和能量联系公式如下：

E = mc²

E表示能量，m表示质量，c表示光速2.998×10⁸m/s。

这公式表明一物体的质量和能量是成正比的，因为比例常数c² 是很大的数，质量很小的变化，将伴随着很大的能量变化。

5.同位素的应用

因为很少量的放射性物质就可以很容易被检测出，所以放射性同位素广泛地作为示踪原子应用于跟踪化学反应。卡尔文等用含有放射性同位素¹⁴C的CO2来研究光合作用中碳的动态。这称为示踪方法。有些元素不能得到放射性同位素，也可用稳定同位素作为示踪，这样就要用质谱仪来分析其产物。