物理人教版（2019）选择性必修第三册5.2放射性元素的衰变（共18张ppt）

(共18张PPT)
02.放射性元素的衰变
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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，不过它们辐射的强度都在安全剂量之内。
然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这些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，要防止放射性物质对空气、水源、
用具等的污染。存在射线危险的地方，
常能看到如图所示的标志。
例5.某原子研究实验室发生放射性同位素泄漏事故。已知该元素的半衰期为3天，总放射量为人体最大允许量的8倍，则研究人员至少需等待几天后才能进入该实验室（　　）
A．3天 B．6天 C．9天 D．24天
例6.关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象表明原子内部有一定结构
B．升高温度可以改变原子核衰变的半衰期
C．β射线是原子核外的电子形成的电子流
D．三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离作用最小
C
D
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