第五章　2　放射性元素的衰变

2放射性元素的衰变［学习目标］1.知道什么是α衰变和β衰变，能运用衰变规律写出衰变方程(重点)。2.知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行简单计算(重难点)。3.知道核反应及其遵循的规律，会正确书写核反应方程(重点)。4.知道放射性同位素，了解放射性在生产和科学领域的应用和防护。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

92238U的α衰变方程：92238U(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，

90234Th的β衰变方程：90234Th→3.衰变规律：原子核衰变前后和都守恒。

如图为α衰变、β衰变示意图。(1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)当原子核发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核在元素周期表中的位置怎样变化？(3)原子核中没有电子，β衰变中的电子来自哪里？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例192238U核经一系列的衰变后变为82206(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)82206Pb与________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“=”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是化学反应。2.衰变次数的判断技巧(1)方法：设放射性元素ZAX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z'A'Y，则衰变方程为：ZA根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程：A=A'+4n，Z=Z'+2n-m。(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。二、半衰期放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡222经过α衰变成为钋218。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。通过观察，你发现了什么规律？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________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没有关系。

3.适用条件：半衰期描述的是，不适用于少数原子核的衰变。

4.衰变规律：N余=N原(12)tT，m余=m0(12)tT，式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余1.放射性元素衰变有一定的速率。镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，有人说：20g镭226经过1620年有一半发生衰变，镭226还有10g，再经过1620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了。这种说法对吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.10个92238U经过一个半衰期之后一定还剩5个________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(多选)(2024·佛山市模拟)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素26Al，其半衰期为72万年，衰变方程为1326Al→1226Mg+Y，则(A.Y是中子B.衰变过程质量数守恒C.地球上的放射性同位素26Al与月球上的放射性同位素26Al半衰期相等D.银河系中现有的放射性同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg三、核反应1.核反应：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。

(1)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。(2)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。2.原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，714N+24He(2)1932年查德威克用α粒子轰击铍，发现了中子：49Be+24He(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1327Al+24He→

+01n，3.遵循规律：守恒，守恒。

衰变和原子核的人工转变有什么不同？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。(1)714N+01n→(2)714N+24He→(3)510B+01n→(4)49Be+24He→(5)2656Fe+12H→书写核反应方程时要注意1.质量数守恒和电荷数守恒；2.中间用箭头，不能写成等号；3.核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化。四、放射性同位素及其应用辐射与安全1.放射性同位素(1)定义：具有的同位素。

(2)类型：放射性同位素和放射性同位素。

(3)与天然放射性物质相比，人工放射性同位素的资源，放射强度容易，半衰期比较，因此放射性废料容易，获得了广泛的应用。

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：利用放射性同位素发出的射线破坏癌细胞组织。(3)培优、保鲜：利用放射性同位素放出的射线照射种子培育优良品种等。(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。3.辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有作用。要防止对水源、空气、用具等的污染。

例4放射性同位素在工农业生产和科学研究领域有广泛的应用，下列关于放射性同位素的应用与防护的说法不正确的是()A.利用γ射线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保质期B.利用示踪原子可以研究生物大分子的结构和功能C.利用射线的贯穿作用，可以制成射线测厚装置D.放射治疗利用了射线对病灶细胞的电离作用答案精析一、1.α粒子β粒子2.(1)减少4减少224He(2)不变加13.电荷数质量数思考与讨论(1)原子核发生α衰变时，质子数减少2，中子数减少2。(2)原子核发生β衰变时，新核的核电荷数增加1，新核在元素周期表中的位置向后移动一位。(3)β衰变的实质：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使新核电荷数增加1，而新核的质量数不改变，即：01n→例1(1)8次α衰变和6次β衰变(2)1022解析(1)设92238U衰变为82206Pb经过x次α衰变和238=206+4x①92=82+2x-y②联立①②解得x=8，y=6即一共经过8次α衰变和6次β衰变。(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故82206Pb较92238U质子数少二、每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。梳理与总结1.半数2.(1)不同(2)核内部自身的因素3.统计规律思考与讨论1.不对。经过第二个1620年后镭226还剩5g。2.不正确。半衰期是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。例2BC［由电荷数和质量数守恒可知Y为正电子，故A错误；衰变过程质量数守恒，故B正确；半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，故C正确；26Al半衰期为72万年，则经过72万年有一半的26Al发生衰变，再过72万年剩余一半的26Al的二分之一发生衰