1、1第 16 章 原子核物理一、选择题1. 关于核物理，下列表述中正确的是 (A) 重的原子核，例如铀核（ ） ，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚U2389固而稳定(B) 锂核 ( )的核子只有 6 个，它比铀核简单，因而比铀核结合得更坚固更稳Li63定(C) 原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比结合能越大的原子核越稳定(D) 以上三个表述都错误 2. 下列表述中错误的是 (A) 由一种核素自发地变为另一种核素，同时放射出射线的现象称为放射性(B) 衰变是原子核自发地放射出 而发生的转变 He42(C) 轨道电子俘获是 衰变的一种(D) 几乎
2、所有的放射性现象均伴随着 射线的发射3. 铀 核裂变释放出的能量为 200Mev. 设某一核电站供热的功率为 1000MW，U2359则每星期至少需要消耗铀 原料为2359 (A) 3.44kg (B) 5.68kg (C) 12.66kg (D) 7.43kg4. 放射性元素的半衰期为 10 年，则 (A) 20 年后这种元素全部衰变完 (B) 5 年后这种元素衰变掉 1/4，还剩下 3/4(C) 即使 5000 年后这种元素还会剩下一小部分 (D) 以上三个说法都是错误的5. 已知质子的质量是 mp、中子的质量是 mn，质子、中子组成质量为 ma 的氦核。则有 (A) ma 2(mp+mn
3、) (B) ma=2(mp+mn) (C) ma 2(mp+mn) (D) 以上三种情况均有可能6. 在下述几种情况中，不能释放原子核能的是 (A) 由核子组成原子核 (B) 核反应中产生质量亏损的核反应 (C) 由重核裂变成质量较小的中等核(D) 由质量小的原子核组成质量较大的原子核27. 原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的四个主要组成部分是 (A) 原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统(B) 原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统(C) 原子燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统(D) 原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统8. 人们在核能的利用中获得了巨大的利益。现
4、已建成的核电站利用的是 (A) 放射性元素衰变放出的能量 (B) 人工放射性同位素放出的能量(C) 重核裂变放出的能量 (D) 轻核聚变放出的能量二、填空题1. 碳原子核的半径为 m，其质量为 12u.则碳原子核的平均密度是1503_ ，这一密度是金属铜的密度的_倍.（已知金属铜的密3mkg度为 8900 ）2. 已知氢核、中子、氘核质量分别为 m1、m 2、m 3，氢核和中子结合为氘核时释放出的能量表达式为_.3. 一个核反应的反应式是： + + .已知 的质量为 14.00307u，N147H2e4C126N147的质量为 2.01410u， 的质量为 12.00000u， 的质量为 4.
5、00260u.则此核反应的H21 C126质量亏损为_Mev.它是一个_（填：吸能、放能）反应 .4. 已知太阳每秒辐射的能量为 3.81026J，则其质量的减少率为_千克/秒。5. 一个能量为 2.09Gev 的光子，产生一个正负质子对.已知其中质子的动能为95.0Mev，则反质子的动能为 Mev.6. 质子、中子的氘核的质量分别为 、 和 ，质子和中子结合成氘核时，发出1m23射线。已知普朗克 恒量为 h，真空中的光速为 c，则 射线的频率为 _。7. 一个 介子（静能为 Mev）衰变成两个能量相同的光子.则每个光子能量1350E为_，动量的大小为_，频率为_.8. 在一定条件下，两个光子
6、是可以转化为正负电子对的. 现在如果两个光子的能量3相等，要实现这种转化，光子的波长最大是_米.9. 在 核和 核内核子的平均结合能分别为 6.45MeV 和 7.07MeV，要把94Be42H核分裂为两个粒子和一个中子，必须耗费的能量为_.94e10秦山核电站的发电功率为 3.0105kW. 如果 1g 完全裂变时释放的能量为U23598.21010J，并且假定所释放的能量完全变成了电能，那么，秦山核电站每年需要消耗的“核燃料” 为 （一年可按 365 天计算） 。U2359三、计算题1. 将 的铁放在很深的矿井中，以完全隔断宇宙射线的影响，在铁旁边有kg10.64很多探测器，只要铁核中有核
7、子（质子和中子）发生衰变，这个事件总能被纪录下来这个实验从 1980 年冬天开始到 1982 年夏结束，历时 1.5 年，一共纪录了 3 个核子衰变的事例已知 N0 个平均寿命为 的粒子经过时间后的数目为 根据以上 /0etN事实估算出核子的平均寿命和半衰期(已知核子的质量为 , , kg16.2769.ln当 时， ）10xxxe2. 用放射源钋(Po)发射的粒子打在铍核( )上，产生一种新的粒子和另一生成物，Be94这些新粒子组成的粒子流有如下特点：(1) 在任意方向的磁场中都不偏转；(2) 让它与含氢物质中的静止氢核相碰撞，可把氢核击出，被击出的氢核能量为；让它与含氮物质中的静止氮核相碰
8、撞，也可把氢核击出，被击出的氮MeV7.4HE核能量为 碰撞可视为对心完全弹性碰撞，且已知氢核与氮核的质量比为2.1N1:14试根据以上数据求出新粒子质量与氢核质量之比，并判断此新粒子是什么粒子3. 核经衰变转变 核，并释放出两组能量分别是 4.793MeV 和 4.612MeV268Ra268Rn的 粒子，它们分别对应于从 的同一个能级到 的激发态和基态的跃迁所发出a268Rn的.同时， 的上述衰变中还观测到射线的发射，这是 从激发态到基态的跃迁268 2发出的.试求与两组 粒子相对应的 的衰变能和 光子的频率.2684. 考古发现了古生物遗骸，测量其 14C 的 放射性，得到每公斤遗骸样品
9、的放射性活度为 133.3Bq，为断定该遗骸生活的年代，测量了现今仍然存活的同类生物体的 14C 的4放射性活度，得到每公斤样品为 208.3Bq.试求该古生物遗骸生活的年代距今多少年.5. 计算 原子核的核子平均结合能.已知 的原子质量为 232.03821u，氢原2390Th2390Th子 H 和中子 n 的质量分别为 1.007830u 和 1.008665u.6. 为什么实现吸能核反应的阈能大于该反应的 Q 值的大小? 利用对撞机为什么能大大提高引发核反应的能量利用率? 7. 实验上发现，如果把原子核看作 A 个小硬球挤在一起形成的球形，则球的半径与核的质量数 A 的关系是 3/10rR其中 . m102.50r(1) 证明：各种原子核的密度都大致相等；(2) 计算原子核的密度.
