放射性元素的衰变课件-高二下学期物理人教版选择性

第五章

原子核第2节

放射性元素的衰变在古代，不论是东方还是西方，都有一批追求，“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？1.了解原子核的衰变，会正确书写衰变方程。2.知道半衰期及其统计意义。3.根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。4.知道放射性同位素及其应用，知道射线的危害及防护。（电子

）（氦核

）放射性衰变后的原子核ɑ粒子β粒子放射性衰变后的原子核1.原子核的衰变：天然放射现象中原子核自发地放出

α射线或β射线，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，就变成另一种原子核。一、原子核的衰变⑴α衰变：原子核自发放出α粒子而转变为新核的过程叫α衰变。

原子核放出一个α粒子（），质量数减少4，电荷数减少2，就成了一个新原子核的过程。

2.衰变的种类衰变的种类α衰变β衰变

比如铀238核放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，就变成了钍234核。衰变方程：ɑ粒子核核α衰变的一般方程：

在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移2位。α衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。⑵β衰变：原子核自发放出β粒子而转变为新核的过程叫β衰变。

原子核放出一个β粒子（），质量数不变，电荷数增加1，就成了一个新原子核的过程。

比如

发生α衰变后产生的

也具有放射性，它放出一个β

粒子后质量数没有改变，但电荷数增加了1，就变成镤

。

核β粒子核“电荷数之和”指代数和，因为发生β衰变时，电子的电荷数是－1。在β衰变中，质量数、核电荷数有什么变化规律？原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？

β衰变的一般方程：β衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。β衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。思考与讨论α衰变的本质

3.衰变的本质

β衰变的本质β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。α衰变实质是核内的两个质子转化成了一个氦核。

放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。

当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。α、β、γ三种射线同时出现4.γ射线的产生1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。m/m0t/天3.81/22×3.81/43×3.81/81/164×3.8……知识点二：半衰期（τ）

放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。11.47.63.81/21/41/8m/m0t/天02.公式：若放射性元素原来的质量为m0

、原子数为N0；剩余的质量m，剩余的原子数为N，经过时间t，则：

①经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：②经过n个半衰期后剩余的粒子数为：⑴元素的半衰期由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关。不同元素半衰期不同。⑵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。

例如：氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天

镭226衰变为氡222的半衰期为1620年

铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年1.定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或发生状态变化的过程。3.规律：质量数和电荷数都守恒2.条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变。三、核反应⑴1919年，卢瑟福发现质子的核反应。⑵1932年查德威克发现中子的核反应。⑶1934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应。4.原子核人工转变的三大发现很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它们被称为放射性同位素。1.放射性同位素的分类⑴天然放射性同位素。⑵人工放射性同位素。2.人工放射性同位素的优势（与天然的放射性物质相比）（1）放射强度容易控制。（2）半衰期短，废料易处理。不过40多种已达1000多种（3）可以制成各种需要的形状。四、放射性同位素（1）射线测厚仪在钢板一面，放置γ射线源，另一面放着接收装置。那么钢板越厚，接收到了射线信号越弱，根据信号强度就可以测量金属板的厚度。——利用γ射线具有很强的穿透性3.放射性同位素及其应用(2)放射治疗——γ射线对细胞有很强的杀伤力伽马刀治疗癌症经照射未经照射培优育种（3）农业应用

γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期等医学方面：给人注射碘的放射性同位素碘131,在颈部底部的甲状腺(红色，部分被遮蔽)，被放射性示踪剂碘131高亮着色。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疾病。(4)示踪原子——同位素化学性质相同，这样就可以用放射性同位素了解各元素的流向。农业方面：棉花在开花、结桃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的叶面上，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，上面的问题就解决了。

人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。不过这些射的强度都在安全剂量之内，对我们没有伤害。电磁信号五、辐射与安全

体检时还会做X射线透视，这更是剂量比较大的照射。不过这些射的强度都在安全剂量之内，对我们没有伤害。香烟中含有钋210我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性.食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这种破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。所以使用放射性同位素质，都必须严格遵守操作规程，做好防护。防止对空气，水源等的污染。放射性物质标志核反应堆外层的厚厚的水泥建筑在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源.1.(多选)对放射性的应用，下列说法中正确的是(

)A.射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体正常细胞不会有伤害作用B.对有放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的BCD2.(多选)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数.由此可以判断下列选项正确的是（）A.铀238的半衰期为90亿年B.