《放射性元素的衰变》课件

《放射性元素的衰变》霍·阿·布恩蒂亚认为倍金方案比较简单，就入迷了。他一连几个星期缠住乌苏娜，央求她从密藏的小盒子里掏出旧金币来，让金子成倍地增加，水银能够分成多少份，金子就能增加多少倍。像往常一样，乌苏娜没有拗过丈夫的固执要求。于是，霍·阿·布恩蒂亚把三十枚金币丢到铁锅里，拿它们跟雌黄、铜屑、水银和铅一起熔化。然后又把这一切倒在蓖麻油锅里，在烈火上熬了一阵。直到最后熬成一锅恶臭的浓浆，不像加倍的金子，倒象普通的焦糖。经过多次拼命的、冒险的试验：蒸馏啦，跟七种天体金属一起熔炼啦，加进黑梅斯水银和塞浦路斯硫酸盐啦，在猪油里重新熬煮啦（因为没有萝卜油），乌苏娜的宝贵遗产变成了一大块焦糊的渣滓，粘在锅底了。吉卜赛人，梅尔加德斯赠给霍·阿·布恩蒂亚一套东西－－炼金试验室设备。梅尔加德斯还留下了七种与六个星球有关的金属样品、摩西和索西莫斯的倍金方案、炼金术笔记和图解。“谁能识别这些笔记和图解，谁就能够制作点金石”。倍金术、点金术真的可能吗？射线射线射线电离能力贯穿能力速度成分氦原子核（42He)高速电子流（0-1e）高能量电磁波或光子流（中性）1/10光速接近光速光速很弱（空气中只能前进几厘米）较强（几毫米厚的铝板）很强（几厘米厚的铅板）很强较弱很弱2射线的性质射线性质1天然放射现象物质不断自发地放射出射线的现象。物质自发放射射线的性质具体有放射性的元素放射性：放射性元素：（Z≥83及Z＜83的部分元素）原子核的衰变原子核自发地放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变（decay）。铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，成为新核。这个新核就是钍234这种衰变过程叫作α衰变自发

放出β粒子的衰变叫作β衰变原子核的衰变衰变原则质量数相同，电荷数相同。（1）

衰变：放出

粒子（2）

衰变：放出

粒子在这个衰变过程中，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。大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。（3）衰变：总是伴随

射线或

射线产生放射性元素衰变不可能有单独的γ衰变！衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！在α衰变和β衰变中，分别从原子核中释放出了α粒子和β粒子，是因为原子核里本来就存在这两种粒子吗？β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子α衰变与β衰变的规律两个中子和两个质子能十分紧密地结合在一起，因此，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是，放射性元素就发生了α衰变

解：设经过x次衰变，y次衰变238＝206＋4x92=82+2x-yx＝8y＝6半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期（halflife）一些元素的半衰期：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年一个氡原子核在3.8天内有50%的概率发生衰变而成其他元素，1kg氡原子里有大量的氡原子核，从统计学上看，经过3.8天，有一半的氡原子核发生衰变。大概还剩下0.5kg的氡原子。氡的衰变半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期（halflife）放射性元素衰变发生在原子核内部，衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。放射性元素的半衰期，描述的是统计规律。是对大量的原子核整体衰变做出的“统计预测”，对单个原子核说它的半衰期是没有意义的。例：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？例：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？对比分析：放射性元素衰变的核反应方程与前面学习的卢瑟福发现质子及查德威克发现中子的核反应方程有什么不同？异同点在哪里？卢瑟福发现质子查德威克发现中子铀238发生α衰变钍234发生β衰变卢瑟福发现质子查德威克发现中子核反应原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程，称为核反应（nuclearreaction）很多元素都存在一些具有放射性的同位素，他们被称为放射性同位素。既有天然放射性同位素，也有人工合成的放射行同位素。放射性同位素及其应用射线测厚装置放射治疗辐射育种放射性同位素及其应用利用磷的放射性同位素检测棉花的磷肥吸收情况碘131用于甲状腺疾病的诊断辐射与安全

过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。随堂检测1.(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的(

)A.利用钴60治疗肿瘤等疾病B.γ射线探伤C.利用含有放射性碘131的油,检测地下输油管的漏油情况D.把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测农作物吸收养分的规律答案

CD解析

利用钴60治疗肿瘤和γ射线探伤是利用射线能量高、穿透能力强的特点,故A、B错误;C、D两项是利用放射性同位素作为示踪原子,故C、D均正确。2.居家装修中的花岗岩、大理石等装修材料,有的会释放放射性气体氡,氡发生衰变,可诱发多种人体疾病,结合所学放射性知识,下列说法正确的是(

)A.α衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的穿透能力C.氡的半衰期为3.8天,20个氡原子核经过7.6天则变为5个原子核D.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了2答案

D解析

α衰变是原子核中释放出一个α粒子,所以发生α衰变时,电荷数少2,中子数少2,核子数少4,故A错误,D正确;β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的,故B错误;半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核适用,故C错误。3.(2021全国乙卷)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线,而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生