放射性元素的衰变 导学案 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【学习目标】1.知道放射现象的实质是原子核的衰变．2．知道α衰变、β衰变的规律、实质，会写衰变方程．3．理解半衰期的概念，会利用半衰期解决相关问题．4．知道人工放射性同位素及其应用．【学习过程】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，新核相对原来的核：质量数，电荷数，U的α衰变方程：U→Th＋。(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，新核相对原来的核：质量数，电荷数，Th的β衰变方程：Th→Pa＋。衰变规律：守恒，守恒。4.衰变的实质(1)α衰变的实质：2个和2个结合在一起形成α粒子，并被释放出来。(2)β衰变的实质：核内的转化为了一个和一个。(3)γ射线：放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。5．知道核反应及其遵循的规律，会正确书写核反应方程.归纳：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。归纳：对半衰期规律的理解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。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N＋He→＋。3．遵循规律：守恒，守恒。归纳：(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.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。【典型例题】【例1】(多选)下列核反应方程属于衰变的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(66,29)Cu→eq\o\al(62,27)Co＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n【例2】在一个放射性元素的原子核eq\o\al(232,90)Th衰变成一个稳定元素的原子核eq\o\al(208,82)Pb的过程中，发生α衰变和β衰变的次数分别为()A．6,4 B．3,2 C．9,5 D．1,7【例3】已知Co60的衰变方程为2760Co→A．质子0.5克 B．电子0.5克 C．质子0.25克 D．电子0.25克【例4】A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，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粒子与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d表示α粒子、β粒子以及两个新核的运动轨迹，则下列说法正确的是()A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹B．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹C．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹【巩固练习】1．由原子核的衰变可知()A．放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变C．α衰变说明原子核内部存在氦核D．放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线2．(多选)目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些材料都含有不同程度的放射性元素，下列有关放射性元素的说法正确的是()A．β射线与γ射线一样都是电磁波B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.eq\o\al(238,92)U衰变成eq\o\al(206,82)Pb要经过8次α衰变和6次β衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的3、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6A．612C、613CC．614C衰变为7144、完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程．(1)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(14,6)C＋________(2)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(14,8)O＋________(3)eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→________＋eq\o\al(4,2)He(4)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→________＋eq\o\al(1,0)n(5)eq\o\al(