5.2.2放射性元素的衰变条件 课件（21张PPT）

5.2.2 放射性元素的衰变
原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。
衰变是原子核的自发变化，能不能用人工的方法使原子核发生变化呢？
β粒子
钍234
镤 234
一、核反应
1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子
这是人类第一次实现的原子核的人工转变。
用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原子核发生转变。
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。
遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
讨论：试比较人工转变核反应与衰变的异同。
不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响。
相同点：
人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒。
核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。
核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。
二、放射性同位素及其应用
放射性同位素的定义
有些同位素具有放射性，叫作放射性同位素。
放射性同位素分为天然放射性同位素和人工放射性同位素。其中天然放射性同位素在自然界不过40多种，而人工放射性同位素则有1000多种。
讨论：放射性同位素有哪些应用呢？
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。例如，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，让γ射线穿过钢板，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。
射线测厚装置
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。为什么射线能够用于治疗癌症呢？原来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，它对射线的耐受能力就越弱。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。
放射治疗
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。
经照射 未经照射
示踪原子
一种放射性元素的原子核，跟这种元素其他同位素的原子核具有相同数量的质子，因此，核外电子的数量也相同。由此可知，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。
示踪原子
棉花在开花、结桃的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花的叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就解决了。
三、辐射与安全
放射性污染
过量的放射会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用。
国际通用的放射性标志
放射性的危害
核爆炸：最初几秒钟放射出来的主要是强烈的 γ 射线和中子流，这些射线具有很强的穿透能力，对人体和其他生物有很强的杀伤作用。
核泄漏：核工业生产和核科学研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏，就会造成严重污染。
医疗照射：如使用放射线的剂量过大，会导致病人的身体受到损害，甚至死亡。
放射性污染的防护
密封防护：把放射源封在特殊的包壳里，或用特殊方法覆盖。
距离防护：距离放射源越远，人体吸收的剂量越小，受到的危害越轻。
时间防护：尽量减少受辐射时间。
屏蔽防护：在放射源与人体之间加屏蔽物。
放射性元素的衰变
核反应
放射性同位素及其应用
辐射与安全
D
1.用α粒子轰击铝核的核反应方程是 ,n为中子。则X的核子数为(　　)
A.15 B.16 C.29 D.30
2.在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是（　　）
A．应该用α射线探测物体的厚度
B．应该用γ粒子放射源制成“烟雾报警器”
C．放射育种利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异
D．医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素
C
3.下列关于放射性同位素的一些应用的说法中不正确的是（　　）
A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用
B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用
C．利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异
D．在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子的
A
4.下列说法中正确的是（　　）
A．γ射线是原子受激发后向低能级跃迁时放出的
B．在稳定的重原子核中，质子数比中子数多
C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能
D．诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子
D
5.同位素是指（　　）
A．质子数相同而核子数不同的原子
B．核子数相同而中子数不同的原子
C．核子数相同而质子数不同的原子
D．中子数相同而核子数不同的原子
A
再见