Question

在自然界，“氮．4”的原子核有两个质子和两个中子，称为玻色子；而“氦-3”只有一个中子，称为费米子-“氦-3”是一种目前已被世界公认的高效、滴洁、安全、廉价的核聚变发电燃料．
（1）质子数与中子数互换的核互为“镜像核”，例如 2 3He和 1 3H的“镜像核”，同样 1 3H也是 2 3He的“镜像核”，则下列说法正确的是

BC

A． 7 15N和 8 16O互为“镜像核”
B． 7 13N和 6 13C互为“镜像核”
C．β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子
D．核反应 1 2H+ 1 3H→ 2 4He+ 0 1n的生成物中有α粒子，该反应是α衰变
（2）围绕一不稳定原子核轨道的电子可被原子核俘获，使原子序数发生变化（例如从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”），发生这一过程后，新原子核

BD

A．带负电    B．与原来的原子不是同位素
C．比原来的原子核多一个质子  D．比原来的原子核多一个中子
（3）宇宙射线每时每刻都在地球上引起核反应．自然界的¹⁴C大部分是宇宙射线中的中子轰击“氮-14”产生的，核反应方程式为 7 14N+ 0 1n→ 6 14C+ 1 1h．若中子的速度为v₁=8×l0⁶m/s，反应前“氮-14”的速度认为等于零．反应后生成的¹⁴C粒子的速度为v₂=2.0×l0⁵m/s，其方向与反应前中子的运动方向相同．
①求反应中生成的另一粒子的速度：
②假设此反应中放出的能量为0.9MeV，求质量亏损．

Answer 1

分析：（1）根据“镜像核”的概念分析答题；β衰变的实质是中子释放一个电子而变成质子；原子核释放出α粒子的衰变是α衰变；
（2）质子数相同而中子数不同的原子核是同位素；原子核俘获一个电子后，一个质子变成中子，质子数减少一，中子数多一个．
（3）核反应过程中动量守恒，由动量守恒定律可以求出另一个粒子的速度；根据质能方程可以求出质量亏损．

解答：解：（1）A、

15 7

N和

16 8

O不是互为“镜像核”，故A错误；
B、

13 7

N和

13 6

C互为“镜像核”，故B正确；
C、β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子，故C正确；
D、核反应

2 1

H+

3 1

H→

4 2

He+

1 0

n是核聚变，生成物中虽然有α粒子，但该反应不是α衰变，故D错误；
（2）A、原子核带正电，故A错误；
B、原子核俘获一个电子后，一个质子变成中子，质子数减少一，中子数多一个，
新原子核的质子数发生变化，新原子与原来的原子不变同位素，故B正确，C错误，D正确；
故选BD；
（3）①轰击前后系统动量守恒，选中子速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
解得，氢核速度v₂′=5.2×10⁶m/s，方向与中子原速度方向相同；
②由质能方程△E=△mc²，得△m=

△E

c2

=

0.9MeV

931.5MeV

≈9.66×10^-4u；
故答案为：（1）BC；（2）BD；（3）①粒子的速度是5.2×10⁶m/s；②质量亏损是9.66×10^-4u．

点评：（1）认真审题，根据题意知道“镜像核”的概念是正确解题的关键；
（2）“k俘获”的实质是质子获得电子而使质子变成中子．