原子核的衰变.doc

原子核的衰变、原子核的人工转变 （一）天然放射现象1、1896年，法国物理学家贝克勒耳发现天然放射现象。物质发射射线的性质叫做放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。例：铀或含铀的矿物质，钋、镭等都是天然放射性物质。注意：天然放射性并不是少数元素才具有的，原子序数大于或等于83的天然元素都具有放射性，原子序数小于83的天然元素，也有一些具有放射性。例：Na, P等。天然放射性现象的发现，打开了人们认识原子核内部世界的窗口，它不仅使人类认识到原子核也是具有结构的，而且告诉人们原子核可以自发地转变为另一种原子核。2、三种射线的本质和特性：名称组成速度穿透本领电离作用射线He粒子流0.1c很弱很强 射线e电子流0.99c较强较弱射线光子c最强很弱 注意：当放射性物质连续发生衰变时，各种原子核中有的放射射线，有的放射射线，同时伴随射线，这时在放射性中就会同时有、三种射线。、粒子都是从原子核里放射出来的，但不能认为这三种粒子就是原子核的组成部分。2、放射性元素的衰变衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫原子核的衰变。三个守恒：衰变过程遵守质量数守恒、电荷数守恒和能量守恒的规律。衰变：XY+He 例：衰变：XY+e例：3半衰期：是放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间。计算公式：N=N0()n，式中n= 或m=m0()n，式中n=N(m)为放射性元素在几个半衰期后的原子核个数（质量）。N0(m0)为放射性元素的初始原子核数（质量），n为半衰期的倍数。注意：放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定的，而跟原子所处的物理状态（温度、压强、速度、受力等）和化学状态（单质、化合物等）无关。放射性元素的衰变规律是统计规律，只适用于含有大量原子的样品（对有限数核不适用，不能由半衰期推算放射性样品完全衰变的时间）。（二）、原子核的人工转变1、质子的发现：早在1915年，卢瑟福的学生马斯登就观察到了用粒子轰击氮气时会产生长射程粒子，一种可能的解释是这种粒子是氢核，因为这里是用粒子轰击氮时常常出现的现象。卢瑟福没有轻易作出结论，而是耐心地进行实验研究，以便弄清那些粒子到底是氮核、氦核还是氢核，实验要在荧光屏前观察和设计微弱的闪烁，条件是相当艰苦的，经过了三年多的时间，在1919年夏，他才总结了粒子与氮原子的碰撞现象，对氮原子核的人工转变作了无可置疑的结论。其核反应方程是：N+HeO+H2、中子的发现：1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把这种粒子叫中子。在中子发现之前，摆在物理学家们面前的问题是：要么粒子轰击铍发出的是光子，它在跟质子的碰撞中能量和动量不再守恒；要么粒子轰击铍发出的射线不是光子而是一种新粒子。在约里奥居里夫妇的实验中，中子已经出现了，但他们不能识别它。查德威克运用了能量和动量守恒定律，科学地分析了实验结果，终于发现了中子。发现中子的核反应方程是：Be+HeC+n中子不带电荷，它与各种物质粒子不发生静电作用，很容易接近甚至打进原子核。3、原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子，质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子和中子的质量几乎相等，都等于一个质量单位，所以原子核的电荷数就等于它的质子数，原子核的质量数就等于它的质子数和中子数之和。具有相同质子数的原子，它们核外的电子数也相同，因而有相同的化学性质，属于同一种元素，但它们的中子数可以是不同的，这些具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称为同位素。注意：质子数相同而中子数不同的原子互称同位素：同种元素的不同的同位素在元素周期表上具有相同的位置（原子序数相同），他们的核电荷数相同，具有相同的化学性质：同一种元素的多种同位素中，有稳定的，也有不稳定的，不稳定的同位素会自发地放出粒子、粒子而衰变为别种元素，这种不稳定的同位素就叫放射性同位素，四十多种元素具有天然放射性同位素，各种元素都有人工放射性同位素。（三）、放射性同位素及其应用1、用中子、质子、氚核、粒子或光子轰击原子核都可制取放射性同位素，氚核裂变的产物也有放射性同位素。例：用粒子轰击铝27：Al+HeP+n 得到的磷30具有放射性PSi+e 放出正电子2、应用利用放射性同位素的射线A、射线探伤仪B、