原子核衰变及半衰期

1、第节 原子核衰变及半衰期,第章：原子核与放射性,考点1 三种射线、两种衰变,1.天然放射现象 (1)天然放射现象. 元素_地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射 现象的发现，说明_具有复杂的结构.,自发,原子核,(2)放射性和放射性元素. 物质发射某种看不见的射线的性质叫_.具有放射性的元 素叫_元素. (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是_ _、_、_.,放射性,放射性,射线,射线,射线,2.原子核的衰变 (1)原子核放出粒子或粒子，变成另一种_的变化 称为_的衰变. (2)分类. 衰变： _ 衰变： _ (3)半衰期：放射性元素的原子核有_发生衰变所需的时间. 半

2、衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的_ _无关.,原子核,原子核,半数,物理、化学状,态,1.三种射线的比较,射线名称,比较项目,射线,射线,射线,组成,高速氦核流,高速电子流,光子流（高频电磁波）,带电量,2e,-e,0,质量,4mp,静止质量为零,符号,射线名称,比较项目,射线,射线,射线,速度,可达0.1c,可达0.99c,c,垂直进入电场或磁场的偏转情况,偏转,偏转,不偏转,贯穿本领,最弱,较强,最强,对空气的 电离作用,很强,较弱,很弱,2.衰变、衰变的比较,衰变类型,衰变,衰变,衰变方程,衰变实质,2个质子和2个中子结合成 一个整体射出,1个中子转化为 1个质子和1个电子,匀强

3、磁场中 轨迹形状,衰变规律,电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒,3.对半衰期的两点说明 (1)根据半衰期的概念,可总结出公式. 式中N原、m原表示衰变前的放射性 元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射 性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，表示半衰期. (2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定 的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单 质、化合物)无关.,考点2 核反应的四种类型,核反应比较,类型,可控性,核反应方程典例,衰变,衰变,自发,衰变,自发,人工转变,人工 控制,（约里奥居里夫妇发现放射性同位素及正电子）,关于核反应的三点说明 (1

4、)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向 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要以实验为基础，不能凭空只依据两个 守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程. (3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒.,衰变与其射线 【例证1】(2011重庆高考)核电站核泄漏的污染物中含有碘 131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是 铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线. 下列说法正确的是( ) A.碘131释放的射线由氦核组成 B.铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量 C.与铯137相比，碘131衰变更慢

5、 D.铯133和铯137含有相同的质子数,【解题指南】解答本题时要把握以下三点：(1)半衰期的长短代 表了衰变的快慢.(2)光子能量大小由频率高低决定.(3)同位素 的核电荷数相同. 【自主解答】选D.射线是高速运动的电子流，不是氦原子 核，A错误；射线的频率大于可见光的频率，根据E=hv可 知，射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越 短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相 同而中子数不同的同位素，所以D正确.,【总结提升】解答本题关键在于搞清三种射线的性质，以及半 衰期及同位素的概念.对易错选项及错误原因具体分析如下：,核反应类型与核反应方程 【例证2】(2

6、011北京高考)表示放射性元素碘 衰变的 方程是( ) A. B. C. D. 【解题指南】解答本题时要把握以下两点： (1)在原子核衰变过程中，质量数守恒，电荷数守恒. (2) 衰变是原子核放出高速电子流.,【自主解答】选B. 碘 的原子核内一个中子放出一个电 子，变成一个质子，质量数没有发生变化，核电荷数增加1， 所以生成54号元素 放出一个电子.B选项正确.,【总结提升】核反应方程的书写方法 (1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础. 如质子 中子 粒子 粒子 正电子 氘核 氚核 等. (2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断 某个核反应方程是否正确的依

7、据，所以要理解并应用好质量数 守恒和电荷数守恒的规律. (3)熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很快 写出正确的核反应方程.,1.(2011浙江高考)关于天然放射现象，下列说法正确的是 ( ) A.射线是由氦原子核衰变产生 B.射线是由原子核外电子电离产生 C.射线是由原子核外的内层电子跃迁产生 D.通过化学反应不能改变物质的放射性,【解题指南】解答本题时应注意理解： (1)天然放射现象中三种射线的产生机理. (2)影响天然放射现象的因素. 【解析】选D.射线是在衰变中产生的，本质是氦核，A错 误；射线是在衰变中产生的，本质是高速电子束，B错 误；射线是发生衰变和衰变时原子核发生

8、能级跃迁而产 生的电磁波，C错误；物质的放射性由原子核内部自身的因素决 定，与原子所处的化学状态和外部条件无关,D正确.,2.(2011上海高考)天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知( ) A.来自于原子核外的电子 B.的电离作用最强，是一种电磁波 C.的电离作用较强，是一种电磁波 D.的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子,【解析】选D.从穿透能力上看，能穿透铝板进入铅板，必 然是射线，射线是原子核内发出的高频光子，属于电磁 波，电离作用弱，故D正确，C错误；能穿透纸板进入铝板， 必然是射线，是原子核内发射出的电子流，A错误；纸板能 够挡住，则是射线，它的电离作

9、用最强，但它是氦原子 核，不是电磁波，B错误.,3.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法， 若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为 t=0时14C的质量.下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是( ) 【解析】选C.由公式 并结合数学知识可知C正确.,4.原子核 与氘核 反应生成一个粒子和一个质子.由此可 知( ) A.A=2,Z=1 B.A=2,Z=2 C.A=3,Z=3 D.A=3,Z=2 【解析】选D.写出核反应方程： 由质量数守 恒和电荷数守恒，列方程：A+2=4+1,Z+1=2+1,解得:A=3,Z=2,故 选项D正确.,.(1) (钍)

10、经过一系列衰变和衰变,变成 (铅).以下 说法正确的是( ) A.铅核比钍核少8个质子 B.铅核比钍核少16个中子 C.共经过4次衰变和6次衰变 D.共经过6次衰变和4次衰变,(2)约里奥居里夫妇发现放射性元 素 衰变成 的同时放出另一种 粒子,这种粒子是_. 是 的同位素,被广泛应用于生物示踪技 术,1 mg的 随时间衰变的关系如 图所示,请估算4 mg的 经多少 天的衰变后还剩0.25 mg?,【解析】(1)选A、B、D.设衰变次数为x,衰变次数为y,由质 量数守恒和电荷数守恒得232=208+4x，90=82+2x-y,解得x=6, y=4,C错D对. 铅核、钍核的质子数分别为82、90,故A对. 铅核、钍核的中子数分别为126、142,故B对. (2)写出衰变方程为 故这种粒子为 (正电子) 由m-t图知 的半衰期为14天,由 得0.25 mg= 4 mg 故t=56天. 答案：(1)A、B、D (2)正电子 56天,【总结提升】衰变次数的确定方法 方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放