放射性元素的衰变+课件【备课精研+高效课堂】 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

5.2放射性元素的衰变已知铀为92号元素，你能写出这个过程的反应方程式么？β衰变的反应方程式？一般规律？原子核内有电子？事实表明，两个中子和两个质子能十分紧密地结合在一起。在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来。于是，就发生了α衰变。a衰变的本质？γ射线又是如何产生的？原子核的能量也有量子化能级，发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，向低能级跃迁，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。化学方程式核反应方程式联系区别电荷、质量守恒电荷数、质量数守恒用等号用箭头（不可逆）质量数守恒就是方程式左右质量相等么？放出光子的能量从何而来？原子核例1：（铀核）衰变为（氡核）要经过几次ɑ衰变，几次β衰变？解：设经过

x次

衰变，y次

衰变质量数：238=222+4x电荷数：92=86+2x-yx＝4y＝2所以经过4次

衰变，2次

衰变口算？注意，β衰变不改变质量数[2021·全国甲卷]如图-所示,一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为(

)A.6 B.8 C.10 D.14A二、半衰期思考：一个氡原子核过多久会发生衰变呢？1s10min一万年？单个的微观事件是不可预测的（大量）3.8天+3.8天放射性元素的原子核有半数发生衰变，所需要的时间是固定的，称为半衰期τ未衰变的质量随时间变化的表达式是怎样的？衰变未衰变例2：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少?解：根据半衰期的定义，τ=24天，t=120天剩下的钍为思考：（1）此时金属的总质量是

1/32g?（2）有10个钍原子核过了24天后还剩下多少？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，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1。求：(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？圆轨道1(多选)A、B是两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是(

)A．磁场方向一定为垂直纸面向里B．A放出的是

α粒子，B放出的是

β粒子C．b为α粒子运动轨迹，c为β粒子运动轨迹D．a轨迹中粒子比b轨迹中的粒子动量大BC

设有一个质量为M0的原子核，原来处于静止状态。当发生一次α(或β)衰变后，释放的粒子的质量为m，速度为v，产生的反冲核的质量为M，速度为V动量守恒关系0＝mv＋MV或

mv＝－MV20世纪70年代苏联科学家在废弃的核反应堆的铅壳中发现了黄金的成分。经过调查才发现铅壳在经过辐射后得到了一部分能量，铅的原子序数是82，黄金的原子序数是79，高能状态的铅有一定概率会释放3个质子形成黄金。点铅成金1941年，美国哈佛大学的班布里奇博士及其助手，利用“慢中子技术”成功地将比金原子序数大1的汞变成了金。1980年，美国劳伦斯伯克利研究所的研究人员、又一次把83号元素铋转变成了金。他们把铋置入高能加速器中，用近乎光速的粒子去轰击铋的原子核，结果4个质子破核而出，剩下了79个质子，铋原子的结构便发生了相应的突变，一跃而成为金原子。用类似的方法，他们把82号元素铅也变成了金。这些反应是天然的衰变吗？卢瑟福发现，往放有α粒子源的容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。质子的发现与人工核反应α粒子源氮气铝箔三、核反应天然放射现象是原子核自发的变化，科学家更加希望人工控制原子核的变化。方法2：用质子、中子甚至用γ光子去轰击一些原子核，都可以实现原子核的转变方法1：a粒子轰击氮原子核：

方程式？目的：研究原子核的结构，发现和制造新元素质量数守恒、电荷数守恒。1932年查德威克发现中子的核反应。查德威克1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同，所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷，更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．写出这里的核反应方程式正电子产生实质是什么？1932年，美国物理学家安德森利用云室照片观察到宇宙射线垂直进入匀强磁场时运动轨迹发生弯曲。如图所示，垂直于照片平面有向里的匀强磁场，有高能宇宙射线穿过铅板，留下一条轨迹。你能从图中轨迹判断粒子带正电还是负电吗？进一步研究发现其质量跟电子相同，所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷，证实了正电子的存在虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在探测射线的方法1、使气体或液体电离2、使照相底片感光3、使荧光物质产生荧光

德国物理学家盖革在1928年与米勒合作研制出的计数器利用射线的电离本领，用来检测放射性是非常方便的，盖革管的结构如图所示：盖革－米勒计数器窗口阴极阳极接放大器粒子如何利用G-M计数器分辨射线种类？四、放射性同位素及其应用阅读课本P112-114分类：天然的放射性同位素和人工放射性同位素放射强度容易控制半衰期比较短人工放射性同位素优点：1.射线测厚仪在钢板一面，放置γ射线源，另一面放着接收装置。那么钢板越厚，接收到了射线信号越弱，根据信号强度就可以测量金属板的厚度。——利用γ射线具有很强的穿透性利用钴60的γ射线治疗癌症2.放射治疗——γ射线对分裂能力强的细胞有更强的杀伤力——γ射线遗传基因发生变异3.培优保鲜——γ射线可以杀死细菌4.示踪原子含有放射性同位素的磷肥同位素化学性质相同，这样就可以用放射性同位素了解各元素的流向。用碘-131诊断甲状腺1911年，赫维西怀疑房东把星期天剩下的馅饼掺到后几天的膳食中，就把一些放射性的钍放到新做好的馅饼中，几天之后，借助于验电器发现在蛋奶酥中含有放射性物质。后来他把示踪法用于研究工作，1943年获诺贝尔化学奖北京周口店出土的“山顶洞人”过去一直认为距今十万年左右，经碳十四测年，为一万九千年。早期商城郑州商城和偃师商城，专家们对它们的年代谁先谁后，打了多年口水战，后经测年，发现这两个商城的年代相差在五十年内，基本上是同时代的产物。利用放射性元素衰变的核电池五、辐射与安全宇宙射线香烟中含有钋210食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40一般情况下，这些射线强度都在安全剂量之内。正确站姿评选吉尔伯特原子能实验室，上世纪五十年代一上市就风靡美国的一款高端玩具，售价50美元过量的射线对人体组织有破坏作用，这种破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。1986年4月26日苏联发生切尔诺贝利核泄漏事故2011年3月11日日本东北太平洋地区发生里氏9.0级地震，继发生海啸，该地震导致福岛第一核电站、福岛第二核电站受到严重的影响。使用放射性同位素质，都必须严格遵守操作规程，做好防护。防止对空气，水源等的污染。早期放射性研究贫铀弹是指以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹。其作用原理跟普通穿甲弹相同，是利用贫铀合金的高硬度、高比重和高熔点依靠动能来穿透目标，其多用来毁伤坦克等装甲目标。其主要成分是铀238，具有一定的放射性，