一,、元素進展（原子序數(shù)的增加）

　　例1 最近幾年,，原子核科學家在超重元素島的探測方面取得重大進展。1996年科學家在研究某兩個重離子結(jié)合成超重元素的反應時,，發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核經(jīng)過6次衰變后的產(chǎn)物．由此可以判定超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是（    ）

　　A．124  259

　　B．112  277

　　C．112  265

　　D．124  265

　　解析：每經(jīng)過一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4,，所以，A＝253＋4×6＝277,；又因為,，每經(jīng)過一次α衰變電行數(shù)減少2，每經(jīng)過一次β衰變電荷數(shù)增加1,，所以,，z＝100＋6×2＝112，超重元素的原子序數(shù)為112,，質(zhì)量數(shù)為277,，所以據(jù)此判斷知B正確。

　　點評：本題的是考查電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,，注意α粒子是指質(zhì)量數(shù)為4電荷數(shù)是2,。

　　二、能源問題（原子內(nèi)部核反應）

　　例2  1996年清華大學和香港大學的學生合作研制了太陽能汽車，該車是以太陽能電池將所接受的太陽光能轉(zhuǎn)化為電能而提供電動機來驅(qū)動的,。已知車上太陽能電池接收太陽光能的板面面積為8m²,，正對太陽能產(chǎn)生120V的電壓，并對車上電動機提供10A的電流,，電動機的直流電阻為4Ω,，而太陽光照射到地面處時單位面積上的輻射功率為10³W/m²。

　?。?span>1）太陽能的能量實際上是由質(zhì)子所參與的一系列反應所產(chǎn)生的,，即在太陽內(nèi)部持續(xù)不斷的進行著熱核反應，4個質(zhì)子聚變?yōu)?span>1個氦核,。寫出核反應方程,。

　　（2）該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化為太陽光能的效率,。

　?。?span>3）若質(zhì)子、氦核,、正電子的靜止質(zhì)量分別為,、、,，則m=1kg的質(zhì)子發(fā)生上述熱核反應所釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為驅(qū)動該車的有用功,，能夠維持該車行駛的時間是多少？

　?。?span>4）已知太陽每秒釋放的能量為3．8×10²⁶J,，則太陽每秒減小的質(zhì)量為多少千克？若太陽質(zhì)量減少萬分之三,，熱核反應不能繼續(xù)進行,，計算太陽能存在多少年？

　　解析：（1）根據(jù)題意得：,；

　?。?span>2）轉(zhuǎn)化為太陽光能的效率．

　　（3）根據(jù)質(zhì)能方程：,，代入數(shù)據(jù)有,，又因為，解得．

　?。?span>4）太陽每秒釋放的能量為3．8×10²⁶J,，則太陽每秒減小的質(zhì)量為．太陽的質(zhì)量為2×10³⁰kg，太陽還能存在的時間為年．

　　點評：能源問題一直是世界性問題,，如何開發(fā)和利用核能值得關(guān)注的課題,，對于核反應方程式,，我們要熟悉盧瑟福首先做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗。反應方程式,，發(fā)現(xiàn)中子核反應方程,。

　　三、環(huán)境問題（認識射線輻射）

　　例3 氡是一種放射性稀有氣體,。當它被吸入人體后,，將繼續(xù)發(fā)生放射性衰變，放出射線形成“內(nèi)放射”,，嚴重損傷人體組織和器官,，導致病變和癌癥．而我們居室下面的土壤、房屋使用的建材,、日常引用水,、煤及天然氣都會放出氡（Rn），所以氡被稱為居室里的隱性殺手,。研究表明,，放射性元素鐳、釷,、錒在放射性衰變中都能形成質(zhì)子數(shù)為86的三個不同原子，分別稱為“鐳射氣”,、“釷射氣”,、“錒射氣”，可分別表示為,，下列說法正確的是（    ）

　　A．它們互為同分異構(gòu)體

　　B．盡管它們結(jié)構(gòu)不同,，但化學性質(zhì)相似

　　C．它們都具有放射性

　　D．它們原子最外層均為8個電子

　　解析：根據(jù)同位素的原子數(shù)相同，中子數(shù)不同,，化學性質(zhì)相同,，所以答案D正確。

　　點評：天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),，使人們認識到原子核也有復雜結(jié)構(gòu),，天然放射現(xiàn)象就是原子核的衰變現(xiàn)象．在核的天然衰變中，核變化的最基本的規(guī)律是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,。

　　例4  為測定某水庫的存水量,，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這杯溶液每分鐘衰變8×10⁷次,，這種同位素半衰期為2天,，10天以后從水庫取出1m³的水，并測得每分鐘衰變10次,，求水庫的存水量為多少,？

　　解析：由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比出發(fā),，運用半衰期知識可求出存水量。設(shè)放射性同位素知識可求出存水量為m₀,，10天后其質(zhì)量剩余為m,，水庫存水量為Qm³，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得：,，由半衰期公式得：,。以上兩式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：，解得水庫存量為Q=2．5×10³m³,。

　　點評：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫半衰期,。（對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律）計算式為：N表示核的個數(shù)，此式也可以演變成 或,，式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量,，n 表示單位時間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時間t后的剩余量,。