原子核放射性元素的衰变专家讲座

第二节放射性元素衰变第十九章原子核原子核放射性元素的衰变专家讲座第1页反射性物质发射出来射线氦核正电1/10C强弱电子负电9/10C弱强电磁波不带电C无最强物质电性速度电离本事穿透本事原子核放射性元素的衰变专家讲座第2页一、衰变原子核放出α粒子或β粒子转变为新核改变叫做原子核衰变α衰变：放出α粒子衰变，如

β衰变：放出β粒子衰变，如

1.定义：2.种类：原子核放射性元素的衰变专家讲座第3页原子核发生衰变时，衰变前后电荷数和质量数都守恒．α衰变：

β衰变：

说明：1.中间用单箭头，不用等号；2.是质量数守恒，不是质量守恒;3.方程及生成物要以试验为基础,不能杜撰。3．规律衰变方程原子核放射性元素的衰变专家讲座第4页3．γ衰变(演示)

原子核能量也跟原子能量一样，其改变是不连续，也只能取一系列不连续数值，所以也存在着能级，一样是能级越低越稳定。

放射性原子核在发生α衰变、β衰变时，住往蕴藏在核内能量会释放出来，使产生新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子形式辐射出来，所以，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有发生α衰变，有发生β衰变，同时就会伴伴随γ辐射。这时，放射性物质发出射线中就会同时含有α、β和γ三种射线。原子核放射性元素的衰变专家讲座第5页4.本质：α衰变：原子核中2个中子和2个质子结合成为一个整体从核中抛射出来，发生α衰变。β衰变：原子核内一个中子变成质子，同时放出一个电子γ射线产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生，没有γ衰变。元素放射性与元素存在状态无关，放射性表明原子核是有内部结构。原子核放射性元素的衰变专家讲座第6页5．注意：一个元素只能发生一个衰变，但在一块放射性物质中能够同时放出α、β和γ三种射线。原子核放射性元素的衰变专家讲座第7页二、半衰期(T)1.意义：表示放射性元素衰变快慢物理量2.定义：放射性元素原子核有半数发生衰变所需时间不一样放射性元素其半衰期不一样．3.公式：

原子核放射性元素的衰变专家讲座第8页经过n个半衰期(T)其剩下质量为：质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩下粒子数为：原子核放射性元素的衰变专家讲座第9页原子核放射性元素的衰变专家讲座第10页注意：(1)半衰期长短是由原子核内部本身原因决定，与原子所处物理、化学状态无关

(2)半衰期是一个统计规律，只对大量原子核才适用，对少数原子核是不适用．半衰期是放射性元素原子核有50％发生衰变所需要时间，这是一个统计规律，对单个原子核是没有意义。

原子核放射性元素的衰变专家讲座第11页考古学家确定古木年代方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长时间，这叫做放射性同位素鉴年法．原子核放射性元素的衰变专家讲座第12页自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。

14C由美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾于1940年发觉。

14C半衰期为5730年，14C应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标识化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中微观运动。

利用宇宙射线产生放射性同位素碳—14来测定含碳物质年纪，就叫碳—14测年。已故著名考古学家夏鼐先生对碳—14测定考古年代作用，给了极高评价：“因为碳—14测定年代法采取，使不一样地域各种新石器文化有了时间关系框架，使中国新石器考古学因为有了确切年代序列而进入了一个新时期。

原子核放射性元素的衰变专家讲座第13页那么，碳—14测年法是怎样测定古代遗存年纪呢？

原来，宇宙射线在大气中能够产生放射性碳—14，并能与氧结合成二氧化碳形后进入全部活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。只要植物或动物生存着，它们就会连续不停地吸收碳—14，在机体内保持一定水平。而当有机体死亡后，即会停顿呼吸碳—14，其组织内碳—14便以5730年半衰期开始衰变并逐步消失。对于任何含碳物质，只要测定剩下放射性碳—14含量，就可推断其年代。原子核放射性元素的衰变专家讲座第14页原子核放射性元素的衰变专家讲座第15页练习1、关于α、β、γ三种射线，以下说法中正确是（）A、α射线是原子核自发射出氦核，它电离作用最弱B、β射线是原子核外电子电离形成电子流，它含有中等贯通能力C、γ射线普通伴伴随α或β射线产生，它贯通能力最强D、γ射线是电磁波，它电离作用最强C原子核放射性元素的衰变专家讲座第16页2：如图所表示，P为放在匀强电场中天然放射源，其放出射线在电场作用下分成a、b、c三束，以下判断正确是（）BCA、a为α射线，b为β射线B、a为β射线，b为γ射线C、b为γ射线，c为α射线D、b为α射线，c为γ射线-+cbaP原子核放射性元素的衰变专家讲座第17页练习3：由原子核衰变规律可知()CA．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，新核化学性质不变C．放射性元素发生衰变快慢不可人为控制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原子核放射性元素的衰变专家讲座第18页练习4：某原子核A衰变过程为AβBαC,以下说法正确是（）A、核A质量数减核C质量数等于5;B、核A中子数减核C中子数等于2;C、核A中性原子中电子数比原子核B中性原子中电子数多1;D、核A质子数比核C质子数多1。D原子核放射性元素的衰变专家讲座第19页思索：(铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为(铅)？它中子数降低了多少？8次α衰变，6次β衰变，中子数降低22个.原子核放射性元素的衰变专家讲座第20页例2：一块氡222放在天平左盘时，需在天平右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出砝码为（）A．222gB．8gC．2gD．4g D原子核放射性元素的衰变专家讲座第21页练习：在垂直于纸面匀强磁场中，有一原来静止原子核，该核衰变后，放出带电粒子和反冲核运动轨迹如图所表示。由图能够判定（）A、该核发生是α衰变B、该核发生是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abBD原子核放射性元素的衰变专家讲座第22页××××××××××××××××练习：静止在匀强磁场中某放射性元素原子核，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，如图所表示：则（）A、α粒子与反冲粒子动量大小相等，方向相反B、原来放射性元素原子核电荷数为90C、反冲核核电