Question

在自然界，“氮．4”的原子核有兩個質子和兩個中子，稱為玻色子；而“氦-3”只有一個中子，稱為費米子-“氦-3”是一種目前已被世界公認的高效、滴潔、安全、廉價的核聚變發電燃料．
（1）質子數與中子數互換的核互為“鏡像核”，例如的“鏡像核”，同樣也是的“鏡像核”，則下列說法正確的是______
A．和互為“鏡像核”
B．和互為“鏡像核”
C．β衰變的本質是一個中子轉變為一個質子，同時放出一個電子
D．核反應+→+的生成物中有α粒子，該反應是α衰變
（2）圍繞一不穩定原子核軌道的電子可被原子核俘獲，使原子序數發生變化（例如從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲”），發生這一過程后，新原子核______
A．帶負電    B．與原來的原子不是同位素
C．比原來的原子核多一個質子  D．比原來的原子核多一個中子
（3）宇宙射線每時每刻都在地球上引起核反應．自然界的¹⁴C大部分是宇宙射線中的中子轟擊“氮-14”產生的，核反應方程式為+→+．若中子的速度為v₁=8×l0⁶m/s，反應前“氮-14”的速度認為等于零．反應后生成的¹⁴C粒子的速度為v₂=2.0×l0⁵m/s，其方向與反應前中子的運動方向相同．
①求反應中生成的另一粒子的速度：
②假設此反應中放出的能量為0.9MeV，求質量虧損．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據“鏡像核”的概念分析答題；β衰變的實質是中子釋放一個電子而變成質子；原子核釋放出α粒子的衰變是α衰變；
（2）質子數相同而中子數不同的原子核是同位素；原子核俘獲一個電子后，一個質子變成中子，質子數減少一，中子數多一個．
（3）核反應過程中動量守恒，由動量守恒定律可以求出另一個粒子的速度；根據質能方程可以求出質量虧損．
解答：解：（1）A、N和O不是互為“鏡像核”，故A錯誤；
B、N和C互為“鏡像核”，故B正確；
C、β衰變的本質是一個中子轉變為一個質子，同時放出一個電子，故C正確；
D、核反應H+H→He+n是核聚變，生成物中雖然有α粒子，但該反應不是α衰變，故D錯誤；
（2）A、原子核帶正電，故A錯誤；
B、原子核俘獲一個電子后，一個質子變成中子，質子數減少一，中子數多一個，
新原子核的質子數發生變化，新原子與原來的原子不變同位素，故B正確，C錯誤，D正確；
故選BD；
（3）①轟擊前后系統動量守恒，選中子速度方向為正方向，
由動量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
解得，氫核速度v₂′=5.2×10⁶m/s，方向與中子原速度方向相同；
②由質能方程△E=△mc²，得△m==≈9.66×10^-4u；
故答案為：（1）BC；（2）BD；（3）①粒子的速度是5.2×10⁶m/s；②質量虧損是9.66×10^-4u．
點評：（1）認真審題，根據題意知道“鏡像核”的概念是正確解題的關鍵；
（2）“k俘獲”的實質是質子獲得電子而使質子變成中子．