19.2放射性元素的衰变（共30张ppt）

(共30张PPT)
一、天然放射现象
放射性
放射性元素
原子序数83（包括83）以后的所有元素都具有天然放射性
二、放射性射线的性质
三种射线
?、?、?
三种射线的性质：
最弱
最强
c
?光子
较弱
较弱
接近c
电离本领
贯穿本领
速率
组成物质
?
?
?射线
射线种类
氦核
电子
最强
最弱
第二节
放射性元素的衰变
第十九章
原子核
听说过“点石成金”的传说吗？
一、衰变
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
α衰变：放出α粒子的衰变，如
1.定义：
2.种类：
α衰变：
1.
中间用单箭头，不用等号；
2.原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
β衰变：放出β粒子的衰变，如
β衰变：
说明：
1.
中间用单箭头，不用等号；
2.原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
3.电荷数、质量数守恒运用：
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：n=
m=
4.
本质：
α衰变：原子核内少两个质子和两个中子
β衰变：原子核内的一个中子变成质子，
同时放出一个电子
。
元素的放射性与元素存在的状态无关，
放射性表明原子核是有内部结构的。
说明：
γ
辐射
　　原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。
　　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，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射（没有γ衰变）。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。
二、半衰期(T)
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
不同的放射性元素其半衰期不同．
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余的粒子数为：
3.公式：
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，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．
考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．
阅读课本
“科学漫步”部分
5．完成下列衰变方程，并注意它属于何种反应：
(1)
→
＋　　，属于　　衰变；
(3)
→
＋　　；属于　　衰变。
(2)
→
＋　　，属于　　衰变；
练习1:关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（
）
A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱
B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的贯穿能力最强
D、γ射线是电磁波，它的电离作用最强
C
题号
分析
结果
A
α射线:电离能力最强、穿透力最弱
错
B
β射线：电离能力较弱、穿透力较强。
实质：原子核内部中子转化为一个质子和一个电子，电子释放出去。01n
11H+-10e
错
C
γ射线：是伴随着α或β射线产生的，原子由高激发态跃迁到较低能级释放出的能量，是电磁波、电离能力最弱、穿透力最强。不带电。
对
D
错
练习3：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
衰变的理解
思考：
23892U
(铀)要经过几次α衰变和β衰变，才
能变为
206
82Pb(铅)？它的中子数减少了多少？
8次
α衰变，6次
β衰变，中子数减少
22.
解析：设铀经过x次α衰变，y次β衰变，才变成铅
23892U
206
82Pb+x
α+y
β
由质量数和电荷数守恒得：
质量数不变：238=206+4x+0
所以x=8
电荷数不变：92=82+2x+(-1)y
所以y=6
中子数减小量=（238-92）-（206-82）=22
求衰变次数
练习5：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定
（
）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变
C、磁场方向一定垂直于纸面向里
D、不能判定磁场方向向里还是向外
a
b
BD
分析：1.放出的带电粒子和反冲核的运动方向相反。
2.原子核和反冲核系统动量守恒:MV1=mv2.
3.“异性内切、同性外切”：为β粒子。
4.r=mv/qB由于动量等大，则β电量小，r大。
a
为β粒子的轨迹，b为反冲核的轨迹
练习6：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（
）
A、
α粒子与反冲粒子的动
量大小相等，方向相反
B、原来放射性元素的原子核
电荷数为90
C、反冲核的核电荷数为88
D、α粒子与反冲核的速度之
比为1：88
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
R1
R2
ABC
分析：1.动量守恒
2.r=mv/qB则44/1=q/2e
所以反冲核q=88e。Q原=88+2=90
3.不知质量比，无法确定速度比
将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图19－1－3中表示射线偏转情况中正确的是(　　)
课堂互动讲练
类型一
三种射线的分析与鉴别
例1
分析：1.在磁场中r=mv/qB，(求r比值)
或对于β粒子，m极小，相对说r小。A对。
2.在电场中做类平抛运动
X=vt,
y=at2/2=qEt2/2m=qEx2/2mv2.
取一定的x值。对于β粒子，m极小，y值
较大。D对
AD
1．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是(　　)
A．α和β的混合放射源
B．纯α放射源
C．α和γ的混合放射源
D．纯γ放射源
变式训练
分析：1.加L后，计数率大幅度减小说明，含有穿透力很弱的粒子，α粒子。
2.再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明含有不带电的粒子即γ射线
C
类型二
原子核的组成
例2
答案：1）
88、138
2）Q=88e=1.41x10-19c
3)88
4)qvB=mv2/r则r=mv/qB.
113/114
类型三
半衰期的应用
例3
变式训练
3．有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是τ甲＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为m甲、m乙，经过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M甲∶M乙是(　　)
A．1∶4
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
M余=M原(1/2）n.和n=t/T的应用
3．放射性元素发生衰变时，可放出光子，这光子是：
A．原子核外层电子受激发后产生的
B．原子核内层电子受激后产生的
C．产生衰变的这个原子核产生的
D．衰变后产生的新核产生的。
D
2．钋210经α衰变成稳定的铅，其半衰期为138天，质量为64g的钋210，经276天，求钋的质量。　
　4．氡222衰变为钋218的半衰期是3.8天，纯净的氡经过7.6天后，求氡与钋的原子数之比和氡与钋的质量之比。
1∶3
一、原子核的衰变
2.衰变原则：
质量数守恒，电荷数守恒。
1.原子核的衰变：
（1）?衰变:原子核放出?粒子的衰变叫做?衰变．
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
（3）γ衰变:伴随?射线或?射线产生.
二、半衰期
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，叫做这种元素的半衰期。
2、不同的放射性元素，半衰期不同
放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。
课堂总结
放射性元素半衰变是一个统计规律。