5.2放射性元素的衰变课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

第五章原子核第2节放射性元素的衰变倍金术、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）1．定义原子核自发地放出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．知识点

一

原子核的衰变2．衰变分类(1)α衰变：放出α粒子的衰变．(2)β衰变：放出β粒子的衰变．ɑ衰变铀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β衰变由于电子的质量比核子的质量小得多，因此我们可以认为电子的质量数为0，电荷数为-1

发生β衰变时，除了产生电子外，还产生中微子。中微子的质量数和电荷数都是0。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衰变放射性原子核在发生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r光子。原子核衰变的理解衰变类型α衰变β衰变衰变方程X→Y＋HeX→

AZ＋1Y＋

e衰变实质2个质子和2个中子结合成氦核2H＋2n→He1个中子转化为1个质子和1个电子n→H＋e典型方程U→Th＋HeTh→Pa＋e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒放射性元素衰变不可能有单独的γ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1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．2．特点(1)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．

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）

知识点

核反应放射性同位素及其应用放射治疗辐射育种(1)定义：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．(2)天然放射性同位素不过40多种，而通过核反应生成的人工放射性同位素已达1000多种，每种元素都有了自己的放射性同位素。射线测厚装置放射性同位素及其应用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(3)应用①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；②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；③医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．④作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．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。1.某原子研究实验室发生放射性同位素泄漏事故。已知该元素的半衰期为3天，总放射量为人体最大允许量的8倍，则研究人员至少需等待几天后才能进入该实验室（）A．3天 B．6天 C．9天 D．24天解析：设放射性同位素的总量为N，则人体最大允许量为

，半衰期为T=3天，由半衰期公式可知故当

时，可得故有即研究人员至少需等待9天后才能进入该实验室。故选C。答案：C2．Se发生β衰变成为，假设含Se材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动形成5.0×10-8A的平均电流，已知电子的电荷量为1.6×10-19C，则在