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

5.2 放射性元素的衰变 一、原子核的衰变 1.定义：原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变。 原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。 一、原子核的衰变 2、分类： α衰变：放出α粒子的衰变，如 钍234 铀238 β衰变：放出β粒子的衰变，如 镤 一、原子核的衰变 3、衰变方程的特点： (1)中间用单箭头，不用等号； (2)衰变前后的电荷数和质量数都守恒。 化学变化反应前后化学元素不变，放射性元素衰变会产生新元素所以不属于化学变化，属于核反应。 例：设一放射性元素 经过n次α衰变后，再经m次β衰变后变成变成稳定的新元素 ,则该核反应方程式为： 质量数守恒：A=A ′+4n 电荷数守恒：Z=Z ′+ 2n - m 以上两式联立得： 5 例： 经过一系列衰变和衰变后，可以变成稳定的元素铅206 ，求这一过程衰变和衰变次数？ 解：设经过x次衰变，y次衰变 238＝206＋4x 92 = 82 + 2x - y x＝8 y＝6 一、原子核的衰变 4、衰变的本质： （1）α衰变本质： 原子核内的两个质子和两个中子结合成氦核 （2）β衰变本质： 原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子 一、原子核的衰变 5、γ 辐射的理解 放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。 二、半衰期 1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。 2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。不同的放射性元素半衰期不同。 二、半衰期 3.公式： （1）经过n个半衰期(T)其剩余的质量： （2）经过n个半衰期后剩余的粒子数： 二、半衰期 4、注意： (1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素 决定的，与原子所处的物理、化学状态无关。 (2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核适用，对少数原子核是不适用的。 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，是人类第一次实现的原子核的人工转变。 三、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。 四、放射性同位素的应用 ①使用射线来测厚度。 —利用γ射线的穿透性强 四、放射性同位素的应用 ②治疗癌症 —利用细胞对射线承受力不同 人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线的时受能力就越弱。像癌细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线照射下破坏得比健康细胞快。 四、放射性同位素的应用 ③选种和保鲜。 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，可以培育出优良品种。 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。 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。 ④示踪原子 四、放射性同位素的应用 ——元素的各种同位素都有相同的化学性质。 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。 体检时还会做X射线透视，这更是剂量比较大的照射。不过这些射线的强度都在安全剂量之内，对我们没有伤害。 香烟中含有针210 食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40 我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性 然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这种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，同时要防上放射性物质对空气、水源、用具等的污染。 由原子核的衰变规律可知 ( )　 C A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线 B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变 C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 题号 分析 结果 A 放射性元素一次衰变可产生α射线或β射线。 错 B 发生β衰变时，变成质子数增加1的新原子。 错 C 衰变的快慢由原子核因素决定，跟原子所处物理状态（温度、压强等）和化学状态(单质、化合物等）无关 对 D 放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数减小1 错 $