讲解原子核基础知识

编稿：审稿：吴楠知道射线；不偏转的射线叫速度约是光速的l／10，有较大的动能．射线是电子流，其速度可达光速的射线是一种波长很短的电磁波——光子流，是能量很高的电磁波，波长＜10－10m．学反应决定于核外的电子，能量有限，不可能放出粒子，也不可能放出高速的电子和119191中子的质量非常接近于质子的质量（用粒子轰击铍原子核实验．Z2质量，叫做原子核的质量数，用A表示，原子核的符号可以表示为AX．其中X为元素符号A为原Z为核电荷数，例如氦核，可表示为4He．表示氦核的质量数为4，电荷数为2，核内有2个质子和2个中子．238U2389292146，有时也可写为238U或简称为铀238．Z2例如氢的三种同位素：氕（1H、氘（2H、氚（3H 天然放射现象说明原子核具有复杂的结构．原子核放出粒子或粒子，并不表明原子核内有粒子（粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在 Z AXA4Y Z AXAY0e Z 238U234Th4 234Th234Pa0e ②当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变．同时伴随着辐要点诠释：2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的．当发生衰变时，原子核中的质子数22，因此新原子核的核电荷数比未发生衰变时的原子核的核电荷数少2，为此在元衰变后，新原子核比原来的原子射线是在发生衰变过程中伴随而生，且粒子是不带电的粒子，因此子核的核电荷数，故射线不会改变元素在周期表中的位置．但射线是伴随或不能独立发生，所以，只要有射线必有衰变或衰变发生．因此从整个衰变过程来看，元素在周放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡222经衰变后变成钋218，发现经过3.8天后，有一3.83.8226变为氡222的半衰期是1620年．不同元素的半衰期是不一样的．（1）公式：用Tm0N0表示衰变前的质量和原子核数，mN表示衰变后的n表示半衰期数，则mm0

2T N N tN02T．核反应方程的配平及AX经过n次衰变和mAY ZAXA'Yn4Hem0e z nAA'4mAA'Z'Z2的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定④当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着辐（（先云室里少量的室内充的和蒸气然后使塞迅速下运室内体由于迅速膨胀，温度降，蒸气达过饱和状态这时如果有射线粒子室内气体中飞，使沿的气体分子电离，过和蒸气就以这些离子，凝结成雾滴，些雾滴沿射线过的112此液体过热，在通过室线粒子周围就有气泡形成，从而显示射线径迹．盖革—计数果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔很短（少于200ms）时，也不能计数．若拿走粒子放射源，铝箔不再发射中子，但仍不断地发射正电子，而且这种放射性跟天然放射经进一步研究发现：铝核被粒子后发生了如下一系列核变化． 27Al4He30P 30P30Si0 大发现，约里奥·居里夫妇于1935年获奖．后来人们用质子、氘核、中子、①利用射线的贯穿本领．利用钴60放出的很强的叫射线探伤．利用射线可以检查30cm厚的钢铁部件．利用放射线的贯穿本领，可用来检查各种③利用射线对生物组织的物理、化学效应使发生变异，培育优良品种揭示体内和细胞内理化过程的，阐明了生命活动的物质基础起了极其重要的作用．使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传、细胞膜受体、 成揭示了原子核还可再分；卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，查德威克用仪粒子轰击铍核打出了【答案】【解析】本题涉及物理学史的一些知识．发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过粒构的；天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分；卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，查德威举一反三【变式】将、、 【解析】已知粒子带负电，A、B、C、D四幅图中，、粒子的偏转方rmv，将其数据代入，则

rmvq

1371.7 m

由此可见，A项正确，Bv0xyxv0ty1qEt2 消去t可 00x值， m

2

v q v

由此可见，C项错误，D【总结升华】明确射线、射线及射线的本质特征，并能准确判断它们在电场和磁场中的受例2下列说法正确的是 234Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为49Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4【答案】【解析】A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；B项的铍核的质子数为4，中子数为5BC错，D对．举一反三【变式】已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226228Ra是镭的一种同位素，让226Ra228RaB 镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88NA与质子Z之差，即NA－Z226－88138．核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88qvB rrmvr226226113

3举一反三【变式】氢有三种同位素，分别是氕（1H、氘（2H、氚（3H，则 例4如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放射的射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道（ A．A为中子，B为质 B．A为质子，B为中C．A为射线，B为中 D．A为中子，B为射A，轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中B是中子．举一反三【变式】如图所示，虚线为粒子散射实验中某一Oa、b、c为轨迹上的三点，其中b点距O点最近，a、c两点距O点的距离相等，则 A．粒子由a到bB．a到bC．a点时的电势能小于在b【解析】由于粒子在从a经bc的运动过程中受到原子核对它的斥力作用，斥力对粒子先B、C．【总结升华】粒子散射实验反映出粒子间相互作用过程中力和运动的关系（力是改变物体运动PX为（A．纯放射 B．纯放射C．和的混合放射 D．和的混合放射【思路点拨】熟悉三种放射线（射线、射线、射线）的基本特性，特别是三者在带电情况和本领等方面的差异。【答案】则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．这说明计数器除了接收到了一种原来被厚度约为1mmP挡住的射线，而厚度约为1mm的薄铝箔只能将射线挡住，X为能放射射线和D项正确．射线、射线、射线）的基本特性，特别是三者在带电情况和本领等方面的差异，并需要具备本题易错之处主要表现在：对三种放射线（射线、射线）6E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经HEGPQR已知P和F是同位素，则 AQ和GR和HBR和ES和FCR和GS和HDQ和ER和F【答案】F是同位数，设它们的质子数为nE nPn

n1

n由此可以看出R和ES和FQ和G举一反三

课堂：原子核的基础知识例题1】238U经过一系列衰变和衰变后，可以变成稳定的元素铅206（206Pb 过程【答案】 x次y e238U206Pb+x e 92822x x8，y6 2232经232Th220Rnxy 其中

x2，y

x3，y【答案】232220，90862xx3，y2故答案为例7、(2015宿迁市三校检测)2014年5月10日发生放射源铱-192丢失事件，铱-192化学符号是Ir，原子序数77，半衰期为74天．铱-192通过β衰变放出γ射线，γ射线可以10-100mm厚钢板．设衰变产生的新核用X表示，写出铱-192的衰变方 ；若现有1g铱192，经过148天 g铱-192发生衰变

e；XX

1铱-19274天，148天是两个半衰期，故剩余的铱-1921g1XX故衰变的是0.75g

0e；11举一反三1 镇四市二调)氚（3H）是最简单的放射性原子核，夜光手表即是利用氚核衰变产生的β射线激发荧光物质发光．氚核发生β衰变过程中除了产生β粒子和新核外，还会放出 微子e．在某次实验中测得一静止的氚核发生β衰变后，产生的1β②产生新核的动量．β衰变的衰变方程3H0e3Hev

β3H0e3He P=﹣p1﹣p28碳14具有放射性，其半衰期5686年，空气中碳跟碳14的存量约为∶1.2．活着的年为半衰期减少，因此测出生物遗骸中碳与碳14的质量比，再跟空气中的相比较，可估算出古生物的年代如果现测得一古代遗骸中碳14跟碳的存量比为空气中的三分之二试估算该古生物遗【解析】设该遗骸在古代活着时含14C为n个，含12C为mn0 遗骸目前含14C为n个，而12C因不具有放射性，不会衰变，仍为mnm前空气中14C与12C存量之比基本不变，令为k．n2k n0km即2n 2 由

t n

1

n1568602 02 得t1568622 2 t5686(lg2lg3年3326.1年lg举一反三xOyy轴为磁场的左边界，Ax（226Pa收到N点到O点的距离为l．已知OAl，粒子质量为m、电荷量为q2M 226Ra222Rn4 （2）镭核衰变放出粒子和氡核分别在磁场中做匀速圆周运动，粒子射出时被粒子 收，设粒子在磁场中的轨道半径为R，其圆心位置为图中O点，有l(lR)2 2

R2R5l8qvB R即mvqBRE1

，mvMv1．E1mv2mE1

m

m

4 22E1E21ME11M

1222

0.2qB

/m A．可知有B雾滴，C选项错误，D选项正确．举一反三【变式】用盖革—计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线．10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是（A．放射源射出的是BC．这种放射性元素的半衰期是5D．这种放射性元素的半衰期是2.5【解析】因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是能力的射线，选项A正确，B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之10故半衰期是5天． 分射线的种类，所以D选项错误． 同时还要考虑放射性废料容易处理，因此选项A、B、C正确．选项D不正确．举一反三 AC．利用钴60【解析】A是利用了射线的性；C利用了射线的生物作用；B、D是利用示踪原子例12带电的验电器在放射线的照射下电荷很快，说明它的原因．举一反三1340几种，而今天人工制造的同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗带电的验电器在放射线照射下电荷会很快，其原因是（射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线