当前课程知识点：核辐射物理及探测学 > 第四章原子核反应 > 4.2 核反应能和Q方程 > 4.2.1 核反应能

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4.2.1 核反应能在线视频

4.2.1 核反应能

下一节:4.2.2 Q方程

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4.2.1 核反应能课程教案、知识点、字幕

下面我们来介绍一个

在核反应过程里面

非常重要的概念

就是核反应能的概念

那么对于这样的

一个核反应过程

我们把它的

能量守恒的方程写出来

由反应前的总能量

等于反应后的总能量

我们定义反应后的动能

减去反应前的动能

把它定义为核反应能

用Q去表示它

也就Q等于Tb加上

TB减去

反应前的那个

两个动能之和

那么显然根据上面

这个能量守恒方程

我们也可以把Q写成什么呀

写成反应前的质量

所对应的能量

减去反应后的质量

所对应的能量

这个定义的关系

因为上面是一个等式

所以是一样的

所以我们得到了

这样的一个关系

叫Q等于反映前的质量

乘上C的平方

减去反应后的质量

乘上C的平方

那么这个里面

我们用小m

分别表示的是入射粒子

和靶核或者剩余核

出射粒子它的质量

那么我们知道小m

表示的质量

往往我们没有相应的数据

去描述它

所以我们通常

还是要把它变成大M

表示的质量

也就是我们

对于原子核来说

我给它补足电子

把它变成一个原子的质量

这个数据我们是有的

所以我们把上面的式子

写下来

变成大M

当然这个地方有一点点

是近似的关系

虽然反应前后

我们知道

它电荷量是一样的

也就是说

总的电子的数目是一样的

就反应前加进去的

和反应后加进去的

总电子的数目一样

它的静止质量

我们是可以直接减掉的

但是结合能的部分

前后总是有一点点的差别

那么这一点差别

相对于Q来讲

我们说是一个比较小的数字

所以往往

我们直接写等于号下来

那么我们根据第一章的内容

我们可以把这个

关于原子质量的部分

直接用质量过剩去表示

也就是用△值去表示

用质量过剩去表示

我们就可以直接去查咱们

夹页后面的核素性质表

去计算它了

而且那个表里面给出来的

关于质量过剩的单位

本身就是能量单位

所以这个里面c的平方

我们也就不要了

直接用△

反映前的总△值

减去反应后的总△值

就可以了

所以这个地方

我们就得到了

一个核反应能的

一个计算公式

就是△加△

减去△再加△

这样的一个关系

当然我们还可以进一步的

把它写成结合能的

一个表达形式

就反应后的总结合能

减去反应前的总结合能

当然这个总结合能

指的是分别的

就是出射粒子的结合能

加上剩余核的结合能

减去入射粒子的结合能

当然再减去

这个靶核的结合能

这个物理上的含义

大家可以去想一想

就说为什么

反应能又等于

这个结合能相减

这样的一个关系

那么当然核反应能

常常用到的计算公式

就是我们用这个质量过剩

去描述的

这样的一个计算公式

它很简单

这些数据

我们可以直接查书得到

最后我们很容易的

去计算一个核反应的反应能Q

Q我们计算出来

对不同的核反应

我们可能算出来

Q是大于零的

也有可能算出来

Q是小于零的

对于Q大于零的核反应

我们叫它叫放能核反应

这种核反应的过程里头

我们会知道

反应后的动能

比反应前的动能要大

也就是说

你可以通过

这样的一个核反应过程

获得能量

那么第二种

就是Q小于零

Q小于零

我们叫它叫吸能核反应

也就是这种核反应过程

反应前的动能

大于反应后的动能

就有一部分能量

其实变成了质量了对吧

就变成了内能了

那么这个地方

我们还是简单的有一个例题

那么对于一个核反应过程

还是这个卢瑟福的

核反应过程

α粒子和14N生成17O

和质子的核反应过程

我们可以计算一下

这个核反应过程的反应能

究竟是多少

了解一下

这个核反应过程

究竟是吸能反应

还是放能反应

当然计算的过程

非常的简单

我们只要查表得到4个数据

把这个4个数据

带到我们计算公式里面

两个加法一个减法

最后能够得到

这样一个核反应过程

所涉及到的核反应能

是负的1.192MeV

所以显然这是一个

什么样的核反应呢

是吸能还是放能核反应

Q小于零

那么就是

一个吸能的核反应过程

这节的内容

我们讲了核反应能

我们说对于核反应来说

核反应能是一个

非常非常非常重要的概念

它描述的是核反应过程中

所涉及到的能量的变化

或者说是涉及到的

质量的变化

反正是反映前和反应后

质量的变化

也就是反映前和反应后

动能的变化

通过这样的一个变化

我们说核反应

其实有可能会

释放能量出来

把整个体系的质量变少了

相应的它就会能够放出能量来

那么这样的一个过程

它是一个释放能量的过程

我们知道原子能的利用

其实利用的

就是这样的一个过程

使得质量减少生成能量

而且这个生产能量的过程

就相对值来说

是比这个原子反应

或者是比化学反应

要大得多的

那么这个是关于

核反应能的一个概念

我们就介绍到这里

核辐射物理及探测学课程列表：

第一章原子核的基本性质

-1.1 基础知识、常量与单位

--1.1.1 基础知识、常量与单位

-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语

--1.2.1 原子核的构成

--1.2.2 原子核的表示方法

--1.2.3 一些原子核相关的术语

-1.3 原子核的大小与稳定性规律

--1.3.1 原子核的大小

--1.3.2 核力的基本特性

--1.3.3 β稳定曲线及原子核的稳定性规律

--1.3.4 核势垒

-1.4 原子核的结合能

--1.4.1 质量亏损与质量过剩

--1.4.2 原子核的结合能与比结合能

--1.4.3 液滴模型

-1.5 原子核的自旋

--1.5.1 原子核的自旋

-1.6 原子核的磁矩与电矩

--1.6.1 原子核的磁矩

--1.6.2 原子核的电矩

-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态

--1.7.1 原子核的统计性质

--1.7.2 原子核的宇称

--1.7.3 原子核的能态

-课后作业--作业

第二章原子核的放射性

-2.1 放射性衰变的基本规律

--2.1.1放射性的发现

--2.1.2原子核的放射性

--2.1.3衰变纲图

--2.1.4放射性衰变的基本规律

--2.1.5描述放射性的特征量

--2.1.6 放射性活度、比活度、射线强度

-2.2 递次衰变规律

--2.2.1 递次衰变规律

--2.2.2 放射性平衡与逐代衰变

-2.3 放射系

--2.3.1 放射系

-2.4 放射规律的一些应用

--2.4.1 放射源活度修正和源性质分析

--2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

--2.4.3 碳-14断代年代法

--2.4.4 地质放射性鉴年法

--2.4.5 短寿命核素发生器

-课后作业--作业

第三章原子核的衰变

-3.1 原子核的衰变方式

--3.1.1 原子核的衰变方式

-3.2 α衰变

--3.2.1 α衰变的形式

--3.2.2 α衰变的特点

--3.2.3 α衰变的衰变能

--3.2.4 α衰变与核能级图

--3.2.5 α衰变的衰变常数

-3.3 β衰变

--3.3.1 什么是β衰变？

--3.3.2 中微子假说

--3.3.3 中微子的性质

--3.3.4 β-衰变

--3.3.5 β+衰变

--3.3.6 轨道电子俘获

--3.3.7 β衰变三种类型小结

--3.3.8 β衰变的费米理论与选择定则

--3.3.9 β能谱形状与库里厄图

--3.3.10 衰变常数与比较半衰期

-3.4 γ跃迁

--3.4.1 什么是γ跃迁？

--3.4.2 γ跃迁的多极性与主要特点

--3.4.3 γ跃迁几率与选择定则

--3.4.4 同质异能跃迁

--3.4.5 内转换

-课后作业--作业

第四章原子核反应

-4.1 核反应的概况

--4.1.1 原子核反应相关概念

--4.1.2 核反应中的第一

--4.1.3 核反应的分类

--4.1.4 核反应中的守恒定律

-4.2 核反应能和Q方程

--4.2.1 核反应能

--4.2.2 Q方程

--4.2.3 Q方程的应用

--4.2.4 实验室坐标系和质心坐标系

--4.2.5 核反应阈能

--4.2.6 L系和C系中出射角的关系

-4.3 核反应截面和产额

--4.3.1 核反应截面

--4.3.2 微分截面和角分布

--4.3.3 L系和C系中反应截面的关系

--4.3.4 反应产额

-4.4 反应机制及核反应模型

--4.4.1 核反应的三阶段描述和各截面的关系

--4.4.2 核反应的光学模型

--4.4.3 复合核模型

--4.4.4 共振和共振公式

--4.4.5 (n,γ)反应的1/v规律

-课后作业--作业

第六章射线与物质相互作用

-6.1 辐射与物质相互作用概述

--6.1.1 射线(辐射)及射线的分类

--6.1.2 带电粒子与物质原子的碰撞过程

--6.1.3 能量损失率、比能损失或阻止本领

-6.2 重带电粒子与物质的相互作用

--6.2.1 重带电粒子与物质相互作用的特点

--6.2.2 电离能量损失规律：Bethe公式

--6.2.3 对Bethe公式的讨论

--6.2.4 Bragg曲线与能量歧离

--6.2.5 能量损失的Bragg加法法则

--6.2.6 重带电粒子的射程及射程歧离

--6.2.7 阻止时间

-6.3 快电子与物质的相互作用

--6.3.1 快电子与物质相互作用的特点

--6.3.2 辐射能量损失规律

--6.3.3 快电子的能量损失率

--6.3.4 快电子的吸收与射程

--6.3.5 快电子的散射与反散射

--6.3.6 正电子湮没

--6.3.7 带电粒子与物质相互作用小结

-6.4 γ射线与物质的相互作用

--6.4.1 能谱的概念

--6.4.2 γ射线与物质相互作用的特点

--6.4.3 光电效应(物理、能量、截面)

--6.4.4 康普顿效应

--6.4.5 电子对效应

--6.4.6 三种效应的比较

--6.4.7 其他作用过程

--6.4.8 γ射线的衰减规律

--6.4.9 关于中子与物质相互作用的说明

-课后作业--作业

第七章辐射测量的数理统计基础

-7.1 统计学的基础知识

--7.1.1 伯努利实验

--7.1.2 二项分布

--7.1.3 泊松分布

--7.1.4 高斯分布

--7.1.5 串级变量

-7.2 放射性测量的统计误差

--7.2.1 核衰变数的涨落

--7.2.2 放射性测量的统计误差

-7.3 电离过程的涨落与法诺分布

--7.3.1 电离过程的涨落与法诺分布

-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

--7.4.1 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

-7.5 时间间隔的统计分布

--7.5.1 相邻信号脉冲(或粒子)的时间间隔

--7.5.2 相邻“进位脉冲”的时间间隔

-课后作业--作业

第八章气体电离探测器

-8.1 气体中离子与电子的运动规律

--8.1.1 气体中离子与电子的运动规律

-8.2 电离室

--8.2.1 电离室的工作机制

--8.2.2 脉冲电离室及其输出信号

--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分：能量分辨率

--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分：饱和特性、坪特性等

--8.2.5 累计电离室

-8.3 正比计数器

--8.3.1 正比计数器的工作原理

--8.3.2 正比计数器的输出信号

--8.3.3 正比计数器的主要性能指标

-8.4 G-M计数管

--8.4.1 GM计数管的工作机制

--8.4.2 有机自熄GM计数管

--8.4.3 卤素自熄GM计数管

--8.4.4 自熄GM计数管的输出信号和主要性能指标

-8.5 气体探测器小结

--8.5.1 气体探测器小结

-课后作业--作业

第九章闪烁探测器

-9.1 闪烁体

--9.1.1 闪烁体及其分类

--9.1.2 闪烁体的主要物理特性

--9.1.3 闪烁光的收集

-9.2 光电倍增管

--9.2.1 光电倍增管及其主要性能

-9.3 闪烁探测器

--9.3.1 闪烁探测器输出信号的物理过程及输出回路

--9.3.2 闪烁探测器的输出信号

--9.3.3 闪烁探测器输出信号的涨落

-9.4 单晶闪烁谱仪

--9.4.1 单晶闪烁谱仪的构成和主要性能指标

-课后作业--作业

第十章半导体探测器

-10.1 半导体与半导体探测器

--10.1.1 半导体探测器及其基本特点

--10.1.2 半导体的基本性质

-10.2 PN结半导体探测器

--10.2.1 PN结半导体探测器的工作原理

--10.2.2 PN结半导体探测器的输出信号

--10.2.3 PN结半导体探测器的主要性能

-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器

--10.3.1 锂漂移半导体探测器

--10.3.2 高纯锗半导体探测器

--10.3.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器的性能与应用

-10.4 其他半导体探测器

--10.4.1 其他半导体探测器

-课后作业--作业

第十二章核辐射测量方法

-12.1 活度测量方法

--12.1.1 辐射测量关心的问题

--12.1.2 活度测量的相对法与绝对法

--12.1.3 影响活度测量的因素

--12.1.4 α放射性样品活度的测量

--12.1.5 β放射性样品活度的测量

-12.2 符合测量法

--12.2.1 什么是符合？

--12.2.2 真符合

--12.2.3 反符合

--12.2.4 延迟符合

--12.2.5 符合曲线

--12.2.6 偶然符合

--12.2.7 真偶符合比

-12.3 γ能谱解析

--12.3.1 γ能谱解析

-课后作业--作业

第十三章中子及中子探测

-13.1 中子的基本特性与分类

--13.1.1 中子的基本特性与分类

-13.2 中子源

--13.2.1 中子源

-13.3 中子与物质的相互作用

--13.3.1 中子与物质的相互作用

-13.4 中子探测的特点与探测方法分类

--13.4.1 中子探测的特点与探测方法分类

-13.5 常用的中子探测器

--13.5.1 常用的中子探测器

-课后作业--作业

4.2.1 核反应能笔记与讨论

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