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

2020级高二下学期物理学案35 命题人：刘玉华 审题人：耿道广 做题人：张仲强 备课组长：齐月华 张广涛 班级 姓名 学号 5.2　放射性元素的衰变 知识梳理 一、原子核的衰变 1．定义：原子核自发地放出 或 ，而变成另一种原子核的变化。 2．衰变类型 (1)α衰变： 原子核放出α粒子的衰变。进行α衰变时，新核相对原来的核：质量数 ，电荷数 ， U的α衰变方程：U→Th＋ 。 (2)β衰变： 原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，新核相对原来的核：质量数 ，电荷数 ， Th的β衰变方程：Th→Pa＋ 。 3． 衰变规律： 守恒， 守恒。 4.衰变的实质 (1)α衰变的实质：2个 和2个 结合在一起形成α粒子，并被释放出来。 (2)β衰变的实质：核内的 转化为了一个 和一个 。 (3)γ射线：放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的 处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。 二、半衰期 1．定义：放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间。 2．特点 (1)不同的放射性元素，半衰期 ，甚至差别非常大。 (2)半衰期描述的是 ，不适用于少数原子核的衰变。 (3)放射性元素衰变的快慢是由 决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件 。 三、核反应 1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生 或者发生状态变化的过程。 2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程N＋He→ ＋ 。 3．遵循规律： 守恒， 守恒。 四、放射性同位素及其应用 1．放射性同位素：具有 的同位素。 2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度。 (2)放射治疗 (3)培优、保鲜。 (4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有 化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。 知识点一　原子核的衰变 例1． (多选)放射性元素U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Tl，和Tl最后都变成Pb，衰变路径如图所示。则(　　) A．a＝82，b＝211 B．Bi→是α衰变，Bi→Tl是β衰变 C．→Pb是α衰变，Tl→Pb是β衰变 D．Tl经过一次β衰变变成Pb 例2． U核经一系列的衰变后变为Pb核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)Pb与U相比，质子数和中子数各少了多少？ (3)综合写出这一衰变过程的方程。 知识点二　半衰期 例3. 下列有关半衰期的说法中正确的是(　　) A．16个某放射性元素的原子核经过两个半衰期后，会有12个原子核发生衰变 B．半衰期是放射性元素有半数核子发生衰变所需要的时间 C．一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，矿石总质量仅剩下一半 D．放射性元素在高温和高压下，半衰期变短，在与其他物质组成化合物时半衰期要变长 例4. 已知钍234的半衰期24 d，1g钍234经过120 d后还剩多少？若已知铋210的半衰期是5 d，经过多少天后，20 g铋210还剩1.25 g? 知识点三　核反应 例5. 完成下列核反应方程，并在相应方程后面标注出发现质子的核反应方程。 (1)N＋n→C＋________； (2)N＋He→O＋________； (3)B＋n→________＋He； (4) Be＋He→________＋n； (5)Fe＋H→Co＋________。 知识点四　原子核衰变中的动量守恒定律 例6． (多选)如图甲所示，国际原子能机构2007年2月15日公布了核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记：一个骷髅头标记和一个逃跑的人形。现有甲、乙两个原子核，原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出图乙所示的4条径迹，则(　　) A．磁场的方向一定垂直于纸面向里 B．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子 C．a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹甲 D．b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹 课后巩固 1．一个放射性原子核发生一次β衰