6第六节：天然放射现象

第六节天然放射现象

白景曦

（西北师范大学第一附属中学

甘肃兰州730070 ）

摘要

自然界存在的物质能够自发的放出射线，这种性质称为放射性；具有放射性的元素称 为放射性元素。放射性元素的原子核能够放出

:粒子、1粒子和 粒子而变成新的原子核,

这种现象称为衰变。衰变遵循的规律是：质量数守恒和电荷数守恒。发生衰变的原因是原 子核本身的性质决定的；衰变的快慢用半衰期来描述，半衰期由核内部本身的因素决定， 与压力、温度和其他元素的化合无关。放射性的应用主要有：禾U 用放射性同位素放出的射 线；利用放射性元素做示踪原子。放射性的防护措施主要有：加厚的保护层。

关键词：天然放射现象 衰变放射性的应用与防护

教学设计：

引言

复习：

天然放射现象

天然放射现象

衰变

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朋放射现象-放射件的脱

.发生衰变的原因

什么是T ：衰期 公式

决定半•衰期的因素

应用射线

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什么是■^变

氐变的规悴厂、I 亠”一“”...一 ---- 电荷数吁恒

1•原子核由什么组成？什么是核子？什么是核力？

2•原子核的表示方法什么？质量数、质子数、中子数之间有什么关系？核电荷数、质子数、原子序数、核外电子数之间有什么关系？

引入：

通过上节课的学习我们知道原子核有复杂的结构，原子核能发生变化吗？如果能发生

变化，变化的规律有哪些？本节课我们就来学习天然放射现象。

新课教学：

一、天然放射现象

1•天然放射现象

1896年法国物物理学家贝克勒尔，在实验室无意把磷光物质放在包有黑纸的照相底片上，后来在使用这包照相底片时，发现照相底片已经感光，这一定是某种穿透能力很强的射线穿透黑纸式照相底片感光一一思维敏捷的贝克勒尔抓住这一意外“事件”进一步探讨，发现了放射现象。揭开了探索原子核结构的序幕。

皮埃尔•居里和玛丽•居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，发现了放射性极强的新元素：其中一种为了纪念她的祖国一一波兰，而命名为钋（Po）;另一种命名为镭（Ra）。物质发射射线的性质称为放射性；具有放射性的元素称为放射性元素；物质自发地放射出射线的现象，叫做天然放射现象；研究发现，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线；原子序数小于83的有些元素，也具有放射

性。

2•放射线的研究

阅读课文P64、P67，并回答：研究三种射线的方法、三种射线的组成、性质。

小结:

(1)研究三种射线的方法：利用电场和磁场、乳胶照相、威尔逊云室、气泡室、盖

革一弥勒计数器等。

(1)原子放出a射线或B射线后，就变成另一种元素的原子核一一发生了核反应，

说明原子核还有其内部结构；通常丫射线是伴随着a射线或3射线放出的。a射线或3射线不一定同时放出。

(2)放射性与元素存在的状态无关。

如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。放射性反映的是元素原子核的特性。

二、衰变

研究表明，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线，而变成另一种元素的原子核，这种现象叫衰变。

1概念：原子核由于放射出某种粒子而转变为新核的变化，叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都守恒。

2.a衰变和B衰变

原子核放出a粒子的衰变叫作a衰变；原子核放出3粒子的衰变叫作3衰变。丫射线是伴随着a衰变或3衰变而产生的能量很高的电磁波。

3•核衰变方程

某种放射性元素的原子核衰变时，放出的是a射线还是3射线，要通过实验观察来

确定，而衰变过程可用核反应方程表示出来。

女口，铀238核放出一个a粒子后，变成新核钍234核，这种衰变叫a衰变，这个过程可用下面的核反应方程表示出来：

238 234 4

92U" 90Th 2 He

又如：钍234核具有放射性，它放射出一个3粒子，变成新核鏷234,这种衰变叫3 衰变。这个过程可用下面的核反应方程表示出来：

234 234 0

9°Th 91Th-1e

小结：

(1)写核反应方程的基本原则：以事实为依据；质量数守恒、电荷数守恒。

(2)a衰变方程和3衰变方程书写通式：

Z A X> A：Y 2He

:x > ZA Y °e

思考：原子核内没有电子，在3衰变中射出的电子从何而来呢？

3衰变发射出来的电子，是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子后，把产生

的电子发射出来，这就是 B 衰变。

1 •概念：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫半衰期。

女口，氡222经过a 衰变变为钋218，如果隔一段时间测量一次剩余氡的数量就会发现,

大约每经过3.8天，就有一半的氡发生了衰变。

2.公式

1上 N 二 N o?

其中N o 为放射性元素原子核样品总数目，

N 为经时间t 剩余的放射性元素的原子核

数目，T 为该放射性元素的半衰期。

1 -

M ^M o (-)

其中M o 为放射性元素原子核样品总质量，

M 为经时间t 剩余的放射性元素原子核的

质量，T 为该放射性元素的半衰期。

3•说明

(1) 半衰期表示放射性元素衰变的快慢，由核本身的因素决定，与核所处的物理和 化学状态无

关。

(2) 半衰期是对放射性元素的大量的原子核的统计结果，对只有少量原子核或几个 原子核不适

用。

(3) 不同的放射性元素的半衰期不同，甚至差别非常大。

三、半衰期

放射性元素衰变有一个重

要规律：即，放射性元素的原子

核有半数发生衰变需要的时间 对某种元素的原子核来说是一 定的，这个时间较半衰期。

1/2

原样品量

经一个半衰期的剩余量 1/4

经两个半衰期的剩余量 _1/8.

经三个半衰期的剩余量