5-02放射性元素的衰变-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第三册）

02.放射性元素的衰变 图片区 1 2023/2/26 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。 一.原子核的衰变 1.原子核的衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子后变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变 2.规律：原子核衰变时电荷数和质量数都守恒 3.两种衰变与衰变方程： α衰变 β衰变 4. β衰变的本质：核内的中子转化成了一个质子和一个电子 一.原子核的衰变 5. γ射线的产生原因：原子核也存在着能级，放射性的原子核在发生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γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。 例1. 经过一系列衰变和衰变后，可以变成稳定的元素铅 ，问这一过程衰变和衰变次数？ 解：质量数变化是衰变造成的， 8次衰变后质子变成92-2×8＝76 多出来的质子数是衰变造成的， 一.原子核的衰变 问题：衰变可以看成反冲运动，静止的原子核衰变放出α、β粒子后，新核会向相反方向运动，如果把它们放在磁场中，轨迹是怎样的？ α粒子 新核 β粒子 新核 同向外切 反向内切 一.原子核的衰变 二.半衰期 放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。以氡222经过α衰变成为钋218为例。如果隔一段时间测量一次剩余氡的数量就会发现，每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。也就是说，经过第一个3.8d，剩有一半的氡；经过第二个3.8d，剩有1/4的氡；再经过3.8d，剩有1/8的氡…… 1.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。 注意： ①不同的放射性元素，半衰期不同。 ②半衰期描述的是统计规律，研究个别原子没有意义。 ③半衰期由核内部自身的因素决定的，跟物理性质化学性质无关。 二.半衰期 2.半衰期的计算： 例2.已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？ 若10个钍原子经过24天，一定还剩5个吗？ 二.半衰期 三.核反应 1.核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒。 ①1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子发现质子 ②1932年查德威克用α粒子轰击铍原子发现中子（获得1935年诺贝尔物理学奖） ③1934年约里奥·居里夫妇（居里夫人的女儿和女婿）用α粒子轰击铝发现放射性磷（人类首次发现了人工放射性元素，并发现了正电子获得1935年诺贝尔化学奖） 三.核反应 2.原子核的人工转变 例3.下列说法错误的是（　　） A．发现中子的核反应方程为 B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱 C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的能量增大 D．现有4个放射性元素的原子核，经2个半衰期后一定还有一个未衰变 D 例4.如图是查德威克等科学家通过实验发现中子的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，则（　　） A．x1是中子 B．x2是中子 C．x3是中子 D．x2是α粒子 提示：查德威克发现中子的实验，是利用钋（Po）衰变放出的α粒子轰击铍（Be）产生的中子能将石蜡中的质子打出来，则x1是α粒子，x2是中子，x3是质子。 B 四.放射性同位素及其应用 1.放射性同位素：具有放射性的同位素。 2.分类： 天然放射性同位素：40多种 人工放射性同位素：1000多种，每种元素都有了自己的放射性同位素。 3.人工放射性同位素的优点： ①放射强度容易控制 ②半衰期短，废料容易处理 ③可以制成各种所需的形状 注意：凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素 四.放射性同位素及其应用 4.应用： ①射线测厚仪 工业部门可以使用放射性同 位素发出的射线来测厚度。 ②放射治疗 在医疗方面，患了癌症的病 人可以接受钴60的放射治疗。 四.放射性同位素及其应用 4.应用： ③培优、保鲜 利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因 发生变异，经过筛选，可以培育出新品种。 用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细 菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期。 ④示踪原子 一种元素的各种同位素都有相同的化学性质。 这样，我们可以用放射性同位素代替非放射 性的同位素来制成各种化合物，这种化合物 的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反 应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器 探测出来。这种原子就是示踪原子。 五.辐射与安全 人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素，不过它