《第02节 核衰变与核反应方程》课件

第二节

放射性元素的核衰1【教学目标】(1)知道天然放射现象的原因是核的衰变。(2)知道三种射线的本质，以及如何运用磁场和电场来区分它们。(3)知道α衰变和β衰变。(4)会写衰变方程。(5)知道半衰期的概念，会用半衰期描述衰变的速度，

知道半衰期的统计意义。2【教学重点】α衰变和β衰变的实质及衰变规律【教学难点】对半衰期概念的理解和利用半衰期解决相关问题【学情分析】1.本节课主要以阅读为主，在课本知识掌握的基础上，深入分析。2.结合课本知识学生完全有能力自主完成学习。【教学手段】探究、自主推导、数学归纳。人们认识原子核的结构就是从天然放射性(贝克勒尔)开始的。3【教学过程】贝克勒尔(1852~1908)玛丽·居里(1867~1934)皮埃尔·居里(1859~1906)铅盒放射源射线照相底片天然放射现象铅盒放射源照相底片αβγ4三种射线α射线:高速氦原子核流β射线:高速电子流γ射线:光子流(高频电磁波)5三种射线性质

γ氦核电子光子+2e-e不带电

最强

较强

最弱

最弱

较强

最强6观察与思考(图4-2-1)放射线进入云室后，为什么不同的放射线有的粗而直，有的细而弯？

由于α粒子的质量大，在气体中飞行时不易改变方向，由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以α粒子在云室中的径迹粗而直。

β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以β粒子在云室中的径迹细而弯。(过度饱和的酒精蒸汽会凝结在带有电荷的离子上)7铅盒放射源照相底片思考:判断图中对应哪种射线？

α射线、

β射线、γ射线都是从原子核里放射出来的。原子核放出α粒子或β粒子后，会变成新的原子核。(γ射线是伴随α射线或β射线产生的)8一种元素经放射过程变成另一种元素的现象称为原子核的衰变。衰变的分类(依据衰变过程中放出α或β粒子):一个原子核放出α粒子后变成新的一个原子核叫α衰变。(伴随有γ射线产生)一个原子核放出β粒子后变成新的一个原子核叫β衰变。(伴随有γ射线产生)9原子核在发生衰变时:电荷数和质量数总是守恒的。为什么γ射线是伴随α射线或β射线产生的？

放射性的原子核在发生α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并辐射γ光子(能量守恒:Em-En=hv)。当放射性物质连续发生衰变时，有的原子核发生α衰变，有的发生β衰变，如果还伴随着γ辐射，这时射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。要点深化10常见粒子符号:11要点深化关于衰变的核反应方程:(1)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接。(2)核反应的生成物一定以实验为基础，不能凭空只依据“两个守恒”

求出生成物来写核反应方程。(3)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒。

核反应过程中反应前、后的总质量一般会发生变化。(4)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生α衰变、

有的发生β衰变，同时伴随γ辐射，这时可连续放出三种射线。12天然放射现象的原因是核的衰变。(衰变过程中有α射线、β射线和γ射线产生的)原子核衰变的实质：一种原子核自发地转变为另一种原子核。要点深化13要点深化14

例题、衰变为

要经过m次

衰变和n次

衰变，则m，n分别为()A2，4 B4，2 C4，6D16，6B15衰变的实质(1)α衰变：α衰变的实质是其元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核)。每发生一次α衰变，新元素与原元素比较，核电荷数减少2，质量数减少4。即：(2)β衰变：β衰变的实质是其元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子。每发生一次β衰变，新元素与原元素比较，核电荷数增加1，质量数不变。即：要点深化16(3)γ射线:γ射线是伴随α衰变或β衰变时发生的，放出γ射线不改变原子核的电荷数和质量数。其实质是:

放射性原子核在发生α衰变或β衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁辐射γ光子。(能量守恒:Em-En=hv)。要点深化17电离后获得的电子光电子(光电效应)核外电子摆脱原子核束缚后的自由电子。β射线(电子):β衰变时从原子核放出的电子。要点深化18不同放射性元素的衰变快慢不同19半衰期(衰变快慢)注:半衰期由核本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关。1.定义:原子核数目因衰变减少到原来的一半

所经过的时间，叫半衰期。2.衰变规律：(与温度、压强、单质或化合物等无关)

N0、N表示衰变前、后的原子核数目。m0、m表示衰变前、后的原子核质量。t表示实际衰变时间。意义:半衰期越大，表明放射性元素衰变得越慢。20关于半衰期：1.每一种放射性元素都有一定的半衰期，

不同的放射性元素,半衰期不同，甚至差别非常大。2.放射性元素衰变的速率由核本身的因素决定。

与原子所处的物理状态或化学状态无关。3.半衰期是一个统计规律,只对大量原子核适用。对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半，都是不可预知的。21例题、碳14的半衰期是5730年。现有一份古代生物遗骸，其中碳14在碳原子中所占的比例只相当于现代生物中的1/4，请推算生物的死亡时间。2223平均寿命()：

放射性元素的平均存活时间。24讨论与交流

对于一个确定的铀238原子核，我们并不能准确预言它会在什么时候衰变，因为衰变规律是是一个统计性的规律，我们只可能知道它发生衰变的概率。衰变是微观世界中原子核的行为。微观世界规律的特征之一就是单个的微观事件是不可预测的。25练习答案26

γ

氦核流

电子流高频电磁波(光子流)

+2e

-e不带电

最强

较强

最弱

最弱

较强

最强三种射线特点

0.1c

0.99c

c2、练习答案27练习答案28例题、铀裂变的产物之一氪是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆，这些衰变是(

)A.1次α衰变，6次β衰变B.4次β衰变C.2次α衰变D.2次α衰变，2次β衰变解析：设经历了n次α衰变，m次β衰变，则∵90＝86＋4n,

36＝40＋2n＋(－m)∴n＝1，m＝6.答案：A29解:设X的电荷数是Z，质量数是A，根据题设核反应的关系式，

由电荷数守恒得:92＋0＝38＋54＋kZ

解得:kZ＝0

又依质量数守恒得:235＋1＝90＋136＋kA

解得:kA＝10

综合解得:k≠0，Z＝0，可知X是中子；

A＝1，k＝10，可知选项B正确。30例题、下列说法正确的是()A.α射线与γ射线都是电磁波B.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量C31例题、下列关于放射性元素发出的三种射线的说法正确的是(

)A.α粒子就是氦原子核，它的穿透本领弱而电离本领很强B.β射线是电子流，其速度接近光速C.γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板D.以上三种射线都是从原子核里放射出来的，所有放射性元素都能同时释放三种射线ABC32例题、关于天然放射性，下列说法正确的是()A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BCD33例题、下列现象中，与原子核内部变化有关的是(

)A.粒子散射现象 B.天然放射现象C.光电效应现象 D.原子发光现象B343536373839

例题2如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线(

)A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以解析：由图甲可知α射线和β射线都不能穿透铝板，γ射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕．答案：C40课堂练习题1.关于α射线,β射线,γ射线,下列说法正确的是:A．α射线是十分之一光速的氦核,不带电（）Ｂ．β射线是高速电子流,穿透能力最强Ｃ．γ射线是α衰变或β衰变产生的新核辐射出来的Ｄ．γ射线是波长极短的电磁波,电离作用最弱2.铋210半衰期是5天,100克的铋210经过15天后,发生了衰变的有（）

A.12.5克B.25克C.50克