資源簡介

(共16張PPT)
2.放射性元素的衰變
.衰變的分類：
(1)α衰變：
原子核放出 粒子的衰變叫做 衰變
原子核中2個中子和2個質子結合在一起形成α粒子
相對舊核，新核中減少了2個中子和2個質子.
α衰變通式:
A
Z
X
→
A-4
Z-2
Y
+
4
2
He
4
2
He
→
+
1
1
H
2
1
0
n
2
α衰變實質:
原子核放出β粒子的衰變叫做β衰變
(2)β衰變：
β衰變通式:
A
Z
X
→
A
Z+1
Y
+
0
-1
e
β衰變的本質：
原子核內的中子轉化為了一個質子和一個電子
0
-1
e
→
+
1
1
H
1
0
n
相對舊核，新核減少一個中子，增加一個質子
(3).r射線產生:
γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的
單獨的γ射線不存在
衰變規律:
衰變前后質量數守恒、電荷數守恒,衰變過程動量守恒
問題1:三種射線從原子的哪部分發射出來的？
問題2:原子核放出三種射線后，原子核改變了嗎？
衰變
一、原子核的衰變
原子核自發地放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的過程
1.定義：
3.衰變的分類：
(1)α衰變：
原子核放出 粒子的衰變叫做 衰變
原子核中2個中子和2個質子結合在一起形成α粒子
相對舊核，新核中減少了2個中子和2個質子.
α衰變方程:
234
90
Th
U
238
92
4
2
He
→
+
2.規律:
衰變前后質量數守恒、電荷數守恒
α衰變通式:
A
Z
X
→
A-4
Z-2
Y
+
4
2
He
α衰變實質:
4
2
He
→
+
1
1
H
2
1
0
n
2
原子核放出β粒子的衰變叫做β衰變
(2)β衰變：
β衰變方程
234
90
Th
234
91
Pa
0
-1
e
→
+
β衰變通式:
A
Z
X
→
A
Z+1
Y
+
0
-1
e
β衰變的本質：
原子核內的中子轉化為了一個質子和一個電子
0
-1
e
→
+
1
1
H
1
0
n
相對舊核，新核減少一個中子，增加一個質子
r射線產生？
γ射線的來源：
γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的
原子核能量變化是不連續的
與原子類似
存在能級且
越低越穩定
新核處于高能級
發生α衰變
或β衰變
躍遷到低能級
放出γ光子
單獨的γ射線不存在
補充:衰變過程的動量及軌跡問題
1. 衰變
v1
v2
v2
+
新核
-
v1
2.β衰變
外切α衰變
大半徑a粒子軌跡
+
+
新核
衰變過程動量守恒
內切β衰變
大半徑β粒子軌跡
你知道恐龍距今多少年嗎？
考古學家根據什么推斷古化石的年代嗎？
放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期
二.半衰期
說明:
1.t表示衰變時間，τ表示半衰期
2.N原、m原表示衰變前的原子數和質量
3.N余、m余表示衰變后尚未發生衰變的原子數和質量
半衰期特點:
利用半衰期非常穩定這一特點,可以測量其衰變程度,推斷時間。
1.不同的放射性元素，半衰期不同，同一種原子核半衰期固定
2.半衰期是對大量原子核整體衰變做出的“統計預測”，對單個原子核半衰期毫無意義。
3.半衰期由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態和外部條件沒有關系
氡222衰變為釙218的半衰期是3.8d
鈾238衰變為釷234的半衰期竟長達4.5×109 年
1.鉍210的半衰期是5天，經過多少天后，20g鉍還剩1.25g
2.鉍210的半衰期是5天，經過多少天后，8個鉍原子還剩4個
1.定義:原子核在其他粒子( , ,γ等)的轟擊下產生新原子核的過程
質子是誰發現的？ 怎么發現的？
盧瑟福用α粒子擊中氮核后,發現了質子，
三.核反應
人類第一次實現原子核的人工轉變
同時也生成了一個新核
2.規律:
注意:1).核反應是原子核的物理變化(需要一定條件,與衰變不同)，非化學反應
質量數、電荷數都守恒、動量守恒
3.核反應的實質：
用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內部使核發生了轉變。
2).核反應過程一般都不可逆，只能用單向箭頭表示反應方向
3）.核反應過程質量不守恒，反應前后總質量一般會發生變化
原子核人工轉變的三大發現
(1)發現質子的核反應方程
(2)發現中子的核反應方程
(3)發現放射性同位素和正電子的核反應方程
——盧瑟福
——查德威克
——居里夫婦
四、放射性同位素及其應用
(1)定義：具有放射性的同位素。
(2)類型：天然放射性同位素和人工放射性同位素。
人工放射性同位素具有資源豐富，輻射強度容易控制，半衰期較短和放射性廢料容易處理的優點。
中子
質子
電子
A.由于γ射線貫穿本領強，可以用來檢查金屬內部有沒有砂眼,裂紋,所用設備叫γ射線探傷儀．
B.利用射線的穿透本領與物質厚度關系，來檢查產品厚度和密封容器中液體高度等.
利用(a)射線使空氣電離而把空氣變成導電氣體,以消除化纖,紡織品上的靜電，高能量r射線殺死癌細胞治病等
A.把磷肥噴在棉花葉子上,吸收后．磷在作物體內的分布情況如何？難研究．若把磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，后定時用探測器測量棉株各部位的放射性強度,問題就很容易解決．
B.人體甲狀腺的工作需要碘．碘被吸收后會聚集在甲狀腺內．給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時用探測甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的器質性和功能性疾病．
放射性同位素的應用
(1)射線測厚度與金屬探傷
(2)消除靜電與放射治療
(3)培育良種與保鮮食物
利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌保存食物、
(4)示蹤原子：
放射性危害
2切爾諾貝利核事故導致27萬人患癌，因此而死亡的人數達9.3萬，.爆炸現場巨大輻射，致使機器人也無法長期工作.
日本 廣島
1.美國宣布廣島和長崎一百年內都不能住人。由于核輻射的影響,幸存的人中出現了許多怪病(癌癥,白血病,脫發等)
切爾諾貝利核事故
如何防護？
2.放射性防護
（1）在核電站的核反應堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄
（2）用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內,并埋在深海里
（3）在生活中要有防范意識，盡可能遠離放射源
人類一直生活在放射性的環境中，比如？
1. 關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是(　　)
A.利用γ射線使空氣電離，消除靜電
B.利用α射線照射植物的種子，使產量顯著增加
C.利用β射線來治肺癌、食道癌
D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質相同，可以作為示蹤原子
D
2.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個α粒子，結果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44。求：
(1).若r1,r2分別對應的粒子電荷量為q1,q2，則去q1/q2？
(2)新核的軌跡是哪個？
（3）新核的質子數
（4）舊核的質子數

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