5.2放射性元素的衰变（原卷版）

5.2放射性元素的衰变知识点一、原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出或，而变成另一种原子核的变化．2．衰变类型(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数，电荷数，eq\o\al(238,92)U的α衰变方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2).(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数，电荷数，eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1).衰变规律：守恒，守恒．原子核衰变的理解衰变类型α衰变β衰变衰变方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→AZ＋1Y＋eq\o\al(0,－1)e衰变实质2个质子和2个中子结合成氦核2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He1个中子转化为1个质子和1个电子eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e典型方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒知识点二、半衰期1．定义：放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间．2．特点(1)不同的放射性元素，半衰期，甚至差别非常大．(2)放射性元素衰变的快慢是由决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件3．适用条件：半衰期描述的是，不适用于少数原子核的衰变．对半衰期规律的理解半衰期定义放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间衰变规律N余＝N原，m余＝m原式中N原、m原分别表示衰变前的原子核数和质量，N余、m余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期.影响因素由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件、化学状态无关半衰期规律是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行预测，而单个特定原子核的衰变行为不可预测知识点三、核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)eq\o\al(1,1).3．遵循规律：守恒，电荷数守恒．核反应方程条件用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变.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规律(1)质量数、电荷数守恒；(2)动量守恒原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e.核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向知识点四、放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有的同位素．2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．知识点五、辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止对水源、空气、用具等的污染．（2021秋•如皋市校级期末）如图，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24A．6 B．8 C．10 D．14（2021•乙卷）医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其mm0-t图线如图所示。从图中可以得到A．67.3d B．101.0d C．115.1d D．124.9d（2022春•船营区校级期中）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 B．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了 C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4（2023•崇明区二模）银河系中存在大量的放射性同位素铝26，其衰变方程为1326Al→1226A．氦核 B．中子 C．质子 D．正电子（2020秋•辽阳期末）已知Co60的衰变方程为2760Co→2860Ni+X，半衰期为5.27年，则X和1克Co60经过A．质子0.5克 B．电子0.5克 C．质子0.25克 D．电子0.25克92235U经过m次α衰变和n次β衰变A．m＝7，n＝3 B．m＝7n＝4 C．m＝14n＝9 D．m＝14n＝18由于放射性元素93237Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知93237Np经过一系列α衰变和βA．衰变过程中原子核的质量数和电荷量守恒 B．83209Bi的原子核比93237NpC．衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变 D．经过两个半衰期后含有93237家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。家庭装修中的射线来源往往是不合格的瓷砖、洁具等，瓷砖、洁具释放的氡气（86222Rn）具有放射性，氡222衰变为钋218（84218Po）的半衰期为3.8A．电子，11.4天 B．质子，7.6天 C．中子，19天 D．α粒子，11.4天如图所示为某种放射性元素的衰变规律（纵坐标nn0表示任意时刻放射性元素的原子数与t＝0时的原子数之比），则该放射性元素的半衰期是天（一个月按30天计算）．在从某古迹中发掘出来的木材中，所含614C的比例是正在生长的植物中的80%，放射性614C的半衰期是在匀强磁场中，有一个原来静止的614C原子核，它放出的粒子与新核的径迹是两个内切的圆，圆的直径之比为7：1，那么碳A．614C→-10B．614C→24C．614C→12D．614C→-1中国散裂中子源（CSNS）是我国“十一五”期间重点建设的大科学装置，2018年8月23日通过国家验收，并对国内外各领域的用户开放。下列核反应方程中X为中子的是（）A．1530P→B．92238U→C．1327Al+01D．1327Al+2关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是（）A．利用γ射线使空气电离，把静电荷泄去 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，作为示踪原子A、B两种放射性元素，原来都静止在匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹，则下列判断正确的是（）A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 B．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 C．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹 D．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹（2022春•铜山区期中）一个质量数为X的原子核经过一系列α衰变和β衰变后成为质量数为Y的原子核，下列说法正确的是（）A．经过一次α衰变，该原子核的电荷数减少4 B．经过一次β衰变，该原子核中的一个质子转变为中子 C．这一过程共发生了X-Y4次α衰变D．这一过程共发生了（X﹣Y）次β衰变（2022•南京模拟）614C发生放射性衰变变为714N，半衰期约为5700年。已知植物存活期间，其体内614CA．612C、6B．该古木的年代距今约为11400年 C．614C衰变为7D．增加样品测量环境的压强将加速6（多选）一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生衰变而形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16，则（）A．该原子核发生了α衰变 B．该原子核发生了β衰变 C．反冲核沿小圆做逆时针方向的运动 D．沿大圆和小圆运动的粒子周期相同（多选）（2021•永州三模）钍（90232Th）是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，广泛分布在地壳中，是一种前景十分可观的能源材料。已知钍发生衰变的半衰期为A．衰变放出的γ射线具有很强的电离能力 B．钍原子发生一次β衰变，原子核放出一个电子 C．β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线强 D．现在有80个钍原子，经过96天后，未衰变的钍原子个数为5个（多选）在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素1124A．新核为1224B．发生的是α衰变 C．轨迹1是新核的径迹 D．新核沿逆时针方向旋转（2022秋•利通区校级期末）一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：金属