物理人教版（2019）选择性必修第三册 5.2放射性元素的衰变 课件（共16张PPT）

(共16张PPT)
2.放射性元素的衰变
.衰变的分类：
(1)α衰变：
原子核放出 粒子的衰变叫做 衰变
原子核中2个中子和2个质子结合在一起形成α粒子
相对旧核，新核中减少了2个中子和2个质子.
α衰变通式:
A
Z
X
→
A-4
Z-2
Y
+
4
2
He
4
2
He
→
+
1
1
H
2
1
0
n
2
α衰变实质:
原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变
(2)β衰变：
β衰变通式:
A
Z
X
→
A
Z+1
Y
+
0
-1
e
β衰变的本质：
原子核内的中子转化为了一个质子和一个电子
0
-1
e
→
+
1
1
H
1
0
n
相对旧核，新核减少一个中子，增加一个质子
(3).r射线产生:
γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的
单独的γ射线不存在
衰变规律:
衰变前后质量数守恒、电荷数守恒,衰变过程动量守恒
问题1:三种射线从原子的哪部分发射出来的？
问题2:原子核放出三种射线后，原子核改变了吗？
衰变
一、原子核的衰变
原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的过程
1.定义：
3.衰变的分类：
(1)α衰变：
原子核放出 粒子的衰变叫做 衰变
原子核中2个中子和2个质子结合在一起形成α粒子
相对旧核，新核中减少了2个中子和2个质子.
α衰变方程:
234
90
Th
U
238
92
4
2
He
→
+
2.规律:
衰变前后质量数守恒、电荷数守恒
α衰变通式:
A
Z
X
→
A-4
Z-2
Y
+
4
2
He
α衰变实质:
4
2
He
→
+
1
1
H
2
1
0
n
2
原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变
(2)β衰变：
β衰变方程
234
90
Th
234
91
Pa
0
-1
e
→
+
β衰变通式:
A
Z
X
→
A
Z+1
Y
+
0
-1
e
β衰变的本质：
原子核内的中子转化为了一个质子和一个电子
0
-1
e
→
+
1
1
H
1
0
n
相对旧核，新核减少一个中子，增加一个质子
r射线产生？
γ射线的来源：
γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的
原子核能量变化是不连续的
与原子类似
存在能级且
越低越稳定
新核处于高能级
发生α衰变
或β衰变
跃迁到低能级
放出γ光子
单独的γ射线不存在
补充:衰变过程的动量及轨迹问题
1. 衰变
v1
v2
v2
+
新核
-
v1
2.β衰变
外切α衰变
大半径a粒子轨迹
+
+
新核
衰变过程动量守恒
内切β衰变
大半径β粒子轨迹
你知道恐龙距今多少年吗？
考古学家根据什么推断古化石的年代吗？
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期
二.半衰期
说明:
1.t表示衰变时间，τ表示半衰期
2.N原、m原表示衰变前的原子数和质量
3.N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的原子数和质量
半衰期特点:
利用半衰期非常稳定这一特点,可以测量其衰变程度,推断时间。
1.不同的放射性元素，半衰期不同，同一种原子核半衰期固定
2.半衰期是对大量原子核整体衰变做出的“统计预测”，对单个原子核半衰期毫无意义。
3.半衰期由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系
氡222衰变为钋218的半衰期是3.8d
铀238衰变为钍234的半衰期竟长达4.5×109 年
1.铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20g铋还剩1.25g
2.铋210的半衰期是5天，经过多少天后，8个铋原子还剩4个
1.定义:原子核在其他粒子( , ,γ等)的轰击下产生新原子核的过程
质子是谁发现的？ 怎么发现的？
卢瑟福用α粒子击中氮核后,发现了质子，
三.核反应
人类第一次实现原子核的人工转变
同时也生成了一个新核
2.规律:
注意:1).核反应是原子核的物理变化(需要一定条件,与衰变不同)，非化学反应
质量数、电荷数都守恒、动量守恒
3.核反应的实质：
用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变。
2).核反应过程一般都不可逆，只能用单向箭头表示反应方向
3）.核反应过程质量不守恒，反应前后总质量一般会发生变化
原子核人工转变的三大发现
(1)发现质子的核反应方程
(2)发现中子的核反应方程
(3)发现放射性同位素和正电子的核反应方程
——卢瑟福
——查德威克
——居里夫妇
四、放射性同位素及其应用
(1)定义：具有放射性的同位素。
(2)类型：天然放射性同位素和人工放射性同位素。
人工放射性同位素具有资源丰富，辐射强度容易控制，半衰期较短和放射性废料容易处理的优点。
中子
质子
电子
A.由于γ射线贯穿本领强，可以用来检查金属内部有没有砂眼,裂纹,所用设备叫γ射线探伤仪．
B.利用射线的穿透本领与物质厚度关系，来检查产品厚度和密封容器中液体高度等.
利用(a)射线使空气电离而把空气变成导电气体,以消除化纤,纺织品上的静电，高能量r射线杀死癌细胞治病等
A.把磷肥喷在棉花叶子上,吸收后．磷在作物体内的分布情况如何？难研究．若把磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，后定时用探测器测量棉株各部位的放射性强度,问题就很容易解决．
B.人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚集在甲状腺内．给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病．
放射性同位素的应用
(1)射线测厚度与金属探伤
(2)消除静电与放射治疗
(3)培育良种与保鲜食物
利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌保存食物、
(4)示踪原子：
放射性危害
2切尔诺贝利核事故导致27万人患癌，因此而死亡的人数达9.3万，.爆炸现场巨大辐射，致使机器人也无法长期工作.
日本 广岛
1.美国宣布广岛和长崎一百年内都不能住人。由于核辐射的影响,幸存的人中出现了许多怪病(癌症,白血病,脱发等)
切尔诺贝利核事故
如何防护？
2.放射性防护
（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄
（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内,并埋在深海里
（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源
人类一直生活在放射性的环境中，比如？
1. 关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(　　)
A.利用γ射线使空气电离，消除静电
B.利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加
C.利用β射线来治肺癌、食道癌
D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子
D
2.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44。求：
(1).若r1,r2分别对应的粒子电荷量为q1,q2，则去q1/q2？
(2)新核的轨迹是哪个？
（3）新核的质子数
（4）旧核的质子数