(课用)天然放射性 衰变

1、第十九章 原子核原子核的组成 衰变 1896年，法国物理学家贝克勒尔偶然发现了天然反放射现象。由于巴黎连日天阴，他只好把所有器材包括包好的底片和铀盐都搁在同一抽屉里。没想到，底片上的黑影真的十分明显。他继续试验，终于确证这是原子自身的一种作用，只要有铀这种元素存在，就不断有这种辐射产生。这就是发现放射性的最初经过。因为这一事件为核物理学的诞生准备了第一块基石。贝克勒尔（法国）居里夫妇受到贝克勒尔发现的鼓舞，居里夫妇对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究，发现了两种能够发出更强射线的新元素:钋（Po）、镭（Ra）一、天然放射现象1、物质发射射线的性质称为放射性2、具有发射性的元素称为放射性元素3、元

2、素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。放大了1000倍的铀矿石二、天然放射线的分离开与鉴别方法一：利用磁场射线+射线 -射线方法二：利用电场将放射源放入铅盒中，射线只能从容器的小孔射出。射线：根据射线的偏转情况确定：偏转较小的一束射线由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做射线， 射线由带正电的粒子组成。进一步研究表明粒子就是氦原子核.由于粒子的质量较大，所以射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.射线：与射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做射线. 射线由带负电的粒子（粒子）组成，进一

3、步研究表明粒子就是电子. 射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板. 射线：中间不发生偏转的那束射线叫做射线。射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的. 射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板. 三种射线射线射线 射线 射线射线射线电离能力贯穿能力速度成分氦原子核高速电子流高能量电磁波1/10光速接近光速光速弱较强很强很强较弱更小1、质子的发现研究表明：质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核.1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子 p。三、原子核的组成 同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了

4、质子。原子核是否只是由质子组成呢？核的质量质子质量核的电量质子电量？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，他把它叫做中子。核的质量质子质量核的电量质子电量-质子是原子核的组成部分。1932年英国物理学家查德威克用粒子轰击铍发现了中子 n。2、中子的发现研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电，是中性粒子.在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子. X 表示元素符号Z表示质子数A表示质量数核电荷数=质子数=原子序数=荷外电子数质量数=核子数=质子数+中子数氦原子核有2个质子，2个中子。质量数为4铀原子核有92个质子，143个

5、中子。质量数为2353、原子核的组成质子和中子（统称核子 ）4、 同位素： 质子数相同，中子数不同的原子，（质量数自然不同），互为同位素。三、原子核的衰变1.定义：原子核放出 粒子或 粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变 。2.种类：（1）衰变：放出粒子的衰变，如 其规律为：衰变后新核质量数比原来少4，核电荷数比原来少2，周期表上向前移动2位。（2）衰变：放出粒子的衰变，如 其规律为：衰变后新核质量数不变，核电荷数比原来多1，周期表上向后移动1位。衰变： 衰变： 说明：1. 中间用单箭头，不用等号；2. 是质量数守恒，不是质量守恒;3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。3规律：原子核发生

6、衰变时，衰变前后的核电荷数和质量数都守恒 衰变方程4. 本质：（1）衰变：原子核内少两个质子和两个中子 。 （2）衰变：原子核内的一个中子变成质子， 同时放出一个电子 。（3）射线的产生：射线经常是伴随着射线和射线产生的。说明：元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。5注意： 一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出、和三种射线。例： 天然放射性元素 (钍)经过一系列衰变和衰变之后变成 （铅）下列论断中正确的是（ ）A.铅核比钍核少24个中子B.铅核比钍核少8个质子C.衰变过程中共有4次衰变和8次衰变D.衰变过程中共有6次衰变和4次衰变BD四、半衰期

7、(T)1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。不同的放射性元素其半衰期不同放射性物质原有的质量为m0，半衰期为T，则：经过一个半衰期（T）其剩余质量为再经过一个半衰期（T）其剩余质量为则经过时间t后其剩余质量为3.公式：原有原子核个数剩余原子核个数注意：(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关 。(2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的。在下列核反应方程中,X代表质子的方程是（ ）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA04231102117

8、8421473015422713+1+g+BC1、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程叫做核反应。注意：核反应中质量数与电荷数守恒。核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化。五、核反应六、人工放射性同位素1934年，约里奥居里和伊丽芙居里 发现经过粒子轰击的铝片中含有放射性磷反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的 ，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。1、有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。2、与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：放射强度容易控制可以制成各种需要的形状半衰期更短放射性废料容易处理（1）利用它的射线放射性同位素的应用A、由于射线贯穿本领强，

9、可以用来射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤仪B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等被不同剂量射线照射后的马铃薯8个月后的情况，左上方的马铃薯没经过射线照射，右下方的被射线照射的剂量最大，左下方保存最好的马铃薯被射线照射的剂量适中。“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处理棉花杂交的后代育成的（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病（3）放