放射性元素的衰变+高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第五章原子核Highschoolphysics2

放射性元素的衰变知道什么是α衰变和β衰变，能运用衰变规律写出衰变方程。知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行简单计算。知道核反应及其遵循的规律，会正确书写核反应方程。知道放射性同位素，了解放射性在生产和科学领域的应用和防护。01020304重点重难点重点在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“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。思考：真的能让一种元素变成另一种元素吗？类似于“点石成金”的事一直就在自然界中进行着，这就是伴随着天然放射现象发生的原子核“衰变”过程。原子核的衰变01三种射线的本质分别是什么？α射线β射线γ射线氦原子核高速电子流高能量电磁波

原子核中没有电子，那么β射线是从哪里来的呢？射线来源于何处？射线与核外电子无关，来自原子核。原子核由什么组成？原子核原子10-15m10-10m

中子(n)

质子(p)原子核的衰变1.定义原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。核电荷数改变，在元素周期表中的位置随之改变，变成另一种原子核2.衰变类型(1)α衰变：原子核放出

α粒子的衰变。质量数减少4电荷数减少2

衰变方程：质量数守恒电荷数守恒

(2)β衰变：原子核放出

β粒子的衰变。质量数不变电荷数增加1

衰变方程：质量数守恒电荷数守恒3.衰变规律α衰变：

β衰变：

核电荷数守恒：衰变前的核电荷数=衰变后的核电荷数之和质量数守恒：衰变前的质量数=衰变后的质量数之和√核子总数不变≠质量守恒√代数和

≠绝对值之和如图为α衰变示意图。(1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？

质子数减少2中子数减少2(2)当原子核发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核在元素周期表中的位置怎样变化？电荷数增加1

新核在元素周期表中的位置向后移动一位。如图为β衰变示意图。(3)原子核中没有电子，β衰变中的电子来自哪里？新核电荷数增加1，而新核的质量数不改变

如图为β衰变示意图。

答案

8次α衰变和6次β衰变答案

10

22

2.A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，下列关于图中a、b、c、d与α粒子、β粒子以及两处剩余核的运动轨迹的说法，正确的是A.a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹B.b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹C.b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹D.a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹√abdc

核污染水中放射性元素多久会消失呢？半衰期02放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡222经过α衰变成为钋218。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。

通过观察，你发现了什么规律？答案每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。11.47.63.8t/d0氡的衰变

3.8天3.8天+3.8天1.定义放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期2.特点不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。放射性元素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。3.适用条件半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。单个原子核的微观事件是不可预测大量

4.衰变规律

11.47.63.8t/d0

√

地球上的放射性元素是从哪里来的？都是天然的吗？核反应031.定义：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。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实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变核反应2.原子核的人工转变的三大发现人类第一次实现原子核的人工转变1919年，卢瑟福发现质子的核反应。

铝箔荧光屏氮气显微镜卢瑟福

1932年，查德威克发现中子的核反应。查德威克

1934年，约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应注意：核反应中质量数守恒，电荷数守恒！

衰变和原子核的人工转变有什么不同？答案衰变是具有放射性的不稳定核自发进行的变化，原子核的人工转变是用α粒子、质子、中子或γ光子轰击原子核发生的变化。

发现质子的核反应方程发现中子的核反应方程书写核反应方程时要注意质量数守恒和电荷数守恒；中间用箭头，不能写成等号；核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化。核反应释放的射线对人类有什么危害呢？放射性同位素及其应用辐射与安全041.定义具有放射性的同位素。2.类型天然放射性同位素：40多种资源丰富放射强度容易控制半衰期短，废料易处理人工放射性同位素获得了广泛的应用放射性同位素人工放射性同位素：已达1000多种1.射线测厚仪γ射线具有很强的穿透性在钢板一面，放置γ射线源，另一面放置接收装置。钢板越厚，接收到的射线信号越弱，根据信号强度可以测量金属板的厚度。应用2.放射治疗γ射线具有很强的细胞杀伤力

伽马刀3.培优γ射线引发遗传基因发生变异保鲜γ射线可以杀死细菌食品保鲜培育优良品种4.示踪原子同位素的化学性质相同，通过放射性同位素了解各元素的流向探测磷肥的分布与吸收碘131用于诊断甲状腺疾病人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用。生活中的辐射强度往往在安全剂量之内，对人体没有伤害。辐射与安全岩石放射性物质电磁信号宇宙的射线抛开剂量谈毒性，就是耍流氓。浓度不高，但是总量很大，可能会随食物链逐级积累。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。距离防护屏蔽防护操作放射性物质的设备国际通用的放射性标志

原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重污染。苏联切尔诺贝利核泄漏广岛原子弹事件5.(多选)放射性同位素在工农业生产和科学研究领域有广泛的应用，下列关于放射性同位素的应用与防护的说法正确的是A.利用γ射线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保质期B.利用示踪原子可以研究生物大分子的结构和功能C.利用射线的贯穿作用，可以制成射线测厚装置D.放射治疗利用了射线对病灶细胞的电离作用√放射治疗利用了射线对病灶细胞的破坏