原子核的衰变

关于原子核的衰变第1页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三天然放射现象第2页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。第3页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三法国物理学家贝克勒尔，在研究荧光矿物的性质时发现，硫酸钾铀能够发出一种穿透力强，可以穿透黑纸使照相底片感光的不可见的射线。他因发现物质的放射性(揭示原子核内部结构复杂)而获1903年诺贝尔物理学奖。安东尼·亨利·贝克勒尔AntoineHenriBecquerel1852—1908

贝克勒尔发现放射性的底片第4页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三天然放射现象：元素自发的放出射线的现象放射性：物质发射射线的性质放射性元素：具有放射性的元素1898年皮埃尔·居里夫妇，发现了钋（Po）、镭（Ra）1903年皮埃尔·居里夫妇与贝可勒尔共同获得了诺贝尔物理学奖。1993年版500法郎纸币第5页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．铀矿石天然放射现象第6页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三放射性型物质发出的射线有三种：天然放射现象第7页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三带电量质量数符号电离性穿透性实质来源α射线+2e4很强很小（一张普通纸）高速的氦核流(v≈0.1c)两个中子和两个质子结合成团从原子核中放出β射线-e0弱很强（几毫米铝板）高速的电子流(v≈c)原子核中的中子转换成质子时从原子核中放出γ射线00γ很小更强（几厘米铅板）波长极短的电磁波原子核受激发产生的三种射线的性质和实质第8页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三第9页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三第10页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三原子核的衰变

原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。原子核衰变时电荷数和质量数都守恒U238在α衰变时产生的钍234也具有放射性，放出离子β后变为（镤）Pa234，上述的过程可以用下面的衰变方程表示：＋＋α衰变β衰变衰变?第11页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三天然放射性元素23290Th(钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb(铅），下列说法中正确的是①铅核比钍核少24个中子②铅核比钍核少8个质子③衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变④衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④第12页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

半衰期的计算:半衰期定义：放射性元素有半数的核发生衰变所需的时间理解：

半衰期是指由大量的原子组成的放射性物质中，放射性元素原子核有50％发生衰变所需的时间，是一种统计规律。半衰期对某一个或少量原子核来说无意义。

放射性元素的半衰期是由原子核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态和化学状态无关。N：未衰变的原子核数N0：总原子核数

t：衰变时间T：半衰期第13页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三第14页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三（1）利用它的射线放射性的应用A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪.也可用于医疗设备B、利用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C、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、治病等第15页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三γ射线探伤仪钴60第16页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）第17页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存第18页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.检漏、研究机件磨损、诊断疾病、分析生物分子结构等。第19页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三辐射与安全为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置全身污染检测仪辐射检测系统辐射源的存放铀第20页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三（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，尽可能远离放射源放射性的防护第21页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三原子核的人工转变第22页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三1919年，英国物理学家卢瑟福，第一次成功实现原子核的人工转变，并预言有一种不带电的中性粒子。第23页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三实验：铝箔的厚度恰好吸收放射源放射的α粒子盒中没有气体时，荧光屏上没有闪光点充入氮气后，观察到闪光点，说明α粒子打击氮核，放出一种粒子，穿透力比α粒子强。后经过研究，发现这种新粒子为氢原子核，是原子核的组成部分，又称为质子。

第24页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三发现质子的核反应方程※核反应方程遵循电荷数、质量数、能量守恒。在α粒子的轰击下，多种原子核都能放出质子——表明质子是原子核的组成部分第25页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三第26页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三疑问：原子核的质量大体上质子质量的整数倍，若原子核全部由质子组成，那么根据元素的原子序数就可以知道它的原子量，这与事实不符。1920年，卢瑟福预言原子核内可能存在跟质子质量相等，不带电的中性粒子。1930年，用α粒子轰击铍核，产生一种穿透力很强，几乎不会使气体电离，不带电的射线。当时的物理学家们认为是一种高频电磁波，即高能光子。1932年，约里奥•居里夫妇用这种射线打击石蜡，从石蜡中打出了质子，证明此种射线不是γ光子。第27页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三第28页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

1932年１月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中子。他决定用云室的方法探测射线的速度和质量。第29页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三1932年，英国物理学家查德威克（卢瑟福学生）根据实验结果确定，这种射线是中子流（），是原子核的组成部分。发现中