4.2放射性元素的衰变
放射性元素的衰变(ppt)
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
铅盒
照相底片 射 线
放 射 源
天然放射现象
放射性型物质发出的射线有三种：
二、三种射线
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核
高速 电子流 高能量 电磁波
速度
1/10光 速
接近光 速
光速
贯穿能力 电离能力
弱
很容易
较强
较弱
电荷数变了，它在周期表中的位置就变 了，变成另一种原子核。
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
U238在 衰变时产生的钍234也具有 放射性，放出 离子后变为（镤）Th234， 上述的过程可以用下面的衰变方程表示：
U 238
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
人们认识原子 核的结构就是 从天然放射性 开始的。
一、天然放射现象
法国物理学家贝克勒尔 1、放射性：物质发射射线的性质称为放射性．
2、放射性元素：具有发射性的元素称为放射性元 素．
3、天然放射现象：元素这种自发的放出射线的现 象叫做天然放射现象．
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于或等于83的所有元素， 都能自发的放出射线，原子序数小于83的 元素，有的也具有放射性．
1．半衰期：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的 时间用T表示。
注意： (1)每种放射性元素都有一定的半衰期，不同元素半衰期不同。 (2)半衰期由核内部本身的因素决定，而跟原子所处的物理状态 或化学状态无关。 (3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对 少数原子核是不适用的． 2．半衰期公式：N=N0（1/2）t/T 或 m=m0（1/2）t/T 说明式中各量的意义
放射性元素的衰变
要点一、原子核的衰变半衰期（一）原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，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，质量数减少4，电荷数减少2，238 92U 的α衰变方程：238 92U→234 90Th＋42He。
(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，234 90Th 的β衰变方程：234 90Th→234 91Pa＋0－1e。
3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。
（二）半衰期1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
2．特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。
(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。
要点二、核反应放射性同位素及其应用（一）核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核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14 7N＋42He→178O＋11H. 3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．（二）放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．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相同的化学性质，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．（三）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破坏作用．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，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．要点突破一：衰变半衰期(1)方法：设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则衰变方程为：A ZX →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m以上两式联立解得：n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。
高中物理第4章 第2节 放射性元素的衰变
(3)在匀强磁场中，在同样的条件下，α 和 β 粒子沿相反方向做匀速圆周运动， 且在同样条件下，β 粒子的轨道半径最小，偏转最大．
如图 4-2-2 所示．
图 4-2-2
3．衰变实质 α 衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个 α 粒子，210n＋211H→42He β 衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子，10n→11H＋0－1e 4．衰变方程通式 (1)α 衰变：AZX→ZA－－24Y＋42He (2)β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋0－1e
[再判断] 1．三种射线都是从原子外层电子激发出来的．(×) 2．放射性物质不可能同时放出 α、β 和 γ 三种射线．(×) 3．原子核发生 α 衰变时，核的质子数减少 2，而质量数减少 4.(√) 4．原子核发生 β 衰变时，原子核的质量不变．(×) 5．原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒．(√)
and lots of coloured lights.The sound of
and Christmas songs can be heard
Christmas trees everywhere—especially
in
shops
and
in
many
parts
of
the
US.Carolers(欢唱颂歌的
(3)衰变方程为29328U→28026Pb＋842He＋60－1e
【答案】 (1)8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变 (2)10 22 (3)29328U→28026Pb＋842He＋60－1e
衰变次数的判断方法 1．衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒． 2．每发生一次 α 衰变质子数、中子数均减少 2. 3．每发生一次 β 衰变中子数减少 1，质子数增加 1.
放射性元素的衰变(课件)
实验现象：
这些射线到底是什么呢？
经实验发现射线在电场中做如下偏转
实验分析表明：
射线
射线一般看不到。
射线
a射线在云室中的径迹：直而粗 原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大，沿涂产生的粒子多
ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常 常弯曲 原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变 方向，电离本领小，沿途产生的离子少
示，由图可以知（ BD ）
A.该核发生的α衰变
B.该核发生的β衰变
ab
C.磁场方向一定垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定
高考题回顾：
1．图中P为放在匀强电场中的天然放射源， 其放出的射线 在电 场的作用下分成a、b、c 三束，以下判断正确的是
A．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
（2）使照相底片感光。 （3）使荧光物质产生荧光。
2、仪器： （1）威尔逊云室：
照相机
透明盖
构造：如图。
原理：
饱和汽 放 射 源
在云室内加酒精，使室内
活塞
充满饱和气。然后使活塞
迅速下移一段距离，使酒精处于过饱和状态，这时若
有能量较高的粒子飞过，使沿途的气体分子电离，过
饱和汽便以这些离子为核心凝成一条雾迹。
E F G H
另一系列衰变如下： P Q R S
已知P和F是同位素，则（ B ）
A.Q和G是同位素，R和H是同位素 B.R和E是同位素，S和F是同位素 C.R和G是同位素，S和H是同位素 D.Q和E是同位素，R和F是同位素
五、应用
1、 人们利用地壳岩石中存在的微量的放 射性元素的衰变规律，测定地球的年龄 为46亿年。地壳有一部漫长的演变历史， 一部不断变化、不断发展的历史。
2放射性元素的衰变
②核电荷数=原子序数，在α衰变中电荷数减少2， 所以往前挪动2位。
③原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
2、β衰变: 原子核放出β粒子的衰变
23892U在衰变时产生的23490Th也具有放射性，它能 放出在原子里一个β粒子而变为23491Pa(璞)。由于电子 的质量比核子的质量小得多，因此，我们可以认为电 子的质量数为0、电荷数为-1，可以把电子表示为0-1e。 这样，原子核放出一个电子后，因为其衰变前后电荷
自然界中的碳主要是12C.也有少量14C。14C是高层大气中的12C原子核在 太阳射来的高能粒子流的作用下产生的。14C具有放射性，能够自发地进行 β衰变，变成氮、半期为5730年。14C原子不断产生又不断衰变，达到动态 平衡，因此它在大气中的含量相当稳定，大约每1012个碳原子中有一个14C。 活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交換碳元素，体内14C的比例与大 气中的相同。植物枯死后。遗体内的14C仍在衰变，不断减少，但是不能得 到补充。因此。根据故射性强度减小的情况就可以推算植物死亡的时间。
衰变是微观世界里原子核的行为，而微观世界 规律的特征之一在于“单个的微观事件是不可预 的＂，即对于一个特定的氧原子，我们只知道它发 生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。
衰变的半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个 别原子核，这是一个统计规律。
比如某原子核半衰期是2天，现在有两个这样的原 子核，那么过两天后是不是就剩下一个了？
一、原子核的衰变
原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它 在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们 把这种变化称为原子核的衰变。
点石成金
真实的将一种物质变成另一种物质，原来就 是原子核的衰变。
高中物理课件：放射性元素的衰变
元素铅206 (28026Pb) ，问这一过程衰变和衰变次数？
解：设经过x次衰变，y次衰变
U 238
92
28026Pb
x
24He
y
10e
238＝206＋4x 92 = 82 + 2x - y
x＝8 y＝6
二、半衰期(T)
1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的 时间 2.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量
2. 是质量数守恒，不是质量守恒;
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
3.原子核衰变的分类:
（1）衰变:原子核放出一个粒子后变成另一个新的原子核，这 种衰变叫做衰变．
例：
U 238
92
23940Th
24He
衰变
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
3.原子核衰变的分类:
（2）β衰变:原子核放出一个β粒子后，变成一个新的原子核，
放射性元素的衰变
人们通过什么现象发现原子核还有其内部结构的？
人们认识原子核的结 构就是从天然放射现 象开始的。
回顾：三种放射性射线的性质
成分
速度
氦原子核
射线
4 2
He
1/10光速
e 射线
高速电子流 0
接近光速
1
高能量
射线 电磁波
光速
贯穿能力
弱 较强 很强
电离能力
很容易 较弱 更小
听说过“点石成金”的传说吗？
4.实质
注意：
当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，
有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射（没有γ衰变）。这
时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射
放射性元素的衰变 课件
【解析】 本题主要考查对衰变规律的应用和计算能力．
解法一：由于 β 衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数 的减少确定 α 衰变的次数，因为每进行一次 α 衰变，质量数减 4，所 以 α 衰变的次数为：x＝232－4 208次＝6 次
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判断 β 衰变的次数.6 次 α 衰变，电荷数减少 2×6＝12 个，而每进行一次 β 衰变，电荷数增加 1，所以 β 衰变的次数为：y＝[12－(90－82)]次＝4 次．
3．影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的， 跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物) 无关．
4．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规 律的总结，对少量的原子核的衰变，上述规律不成立，比如有两个镭 226 原子核，不是经过一个半衰期就应该有一个发生衰变，这两个原 子核何时衰变就是不可预测的．
1．衰变规律：原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒． 2．衰变方程 (1)α 衰变：AZX→AZ－－24Y＋42He (2)β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋－01e
3．衰变方程的书写特点 (1)核衰变过程一般是不可逆的，所以核衰变方程只能用箭头，不 能用等号．
(2)核衰变的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒而 杜撰出不符合实际的生成物来书写核反应方程．
【方法归纳】
应用半衰期公式
m＝m021
t T
计算．
2．半衰期公式 根据半衰期的定义，原子核的数目半数发生衰变所用的时间叫做 该元素的一个半衰期．所以可推测出如下公式：剩余的数目是原来数 目的几分之几或剩余的这种元素的质量是原来的几分之几．
放射性元素的衰变规律
放射性元素的衰变规律放射性元素的衰变规律是一个重要的物理学现象，它对于我们了解原子核结构和核反应过程具有重要意义。
放射性元素的衰变过程是指它们通过自发放射粒子或电磁辐射从不稳定转变为稳定的过程。
首先，让我们了解一下放射性元素。
放射性元素是指具有不稳定原子核的元素，其原子核中的质子数或中子数与稳定核的比例不匹配。
这种不平衡状态导致原子核脱离平衡态并试图通过衰变来恢复稳定。
放射性元素有三种衰变方式：α衰变、β衰变和γ衰变。
在α衰变中，放射性元素释放出一个α粒子，即由两个质子和两个中子组成的氦离子。
通过释放α粒子，放射性元素的原子核质量减少4个单位，原子序数减少2个单位。
α衰变是一种常见的衰变方式，例如铀238衰变为钍234。
β衰变是指放射性元素释放出一个β粒子，即一个电子或一个正电子。
当核子数目较多时，中子可能转变成质子释放出电子，并转变成一个新的元素。
当质子数目较多时，质子可以转变为一个中子并释放出正电子。
β衰变可以改变原子核内部的中子和质子比例，使放射性元素转变为一个新元素。
例如，碳14经过β衰变转变为氮14。
γ衰变是通过从原子核中释放出高能γ射线来实现的。
γ射线是一种电磁波，能量非常高，具有很强的穿透力。
通过释放γ射线，放射性元素的核能量得到释放，并且没有核变化。
根据放射性元素的衰变规律，每种放射性元素衰变的速率是按照指数函数衰减的。
衰变速率可以用半衰期来描述。
半衰期是指衰变掉一半的时间，具有固定的数值。
对于放射性元素，它们的半衰期可以从几微秒到数十亿年不等。
放射性元素衰变可以通过放射性衰变方程来描述。
该方程可以用于确定放射性元素在特定时间内的剩余量。
放射性衰变方程可以表示为：N(t) = N(0) * (1/2)^(t/T) 其中N(t)是时间为t时剩余的放射性元素数量，N(0)是初始放射性元素的数量，T是半衰期。
放射性元素的衰变规律在核能领域具有重要应用。
核能的产生和控制都涉及到放射性元素的衰变过程。
放射性元素的衰变 课件
2
方法二：根据衰变方程求解
设放射性元素 X 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后,变成稳定的新元
'
素 ' Y,则衰变方程为
4
0
'
X→
Y+n
He+
e
'
2
-1
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A=A'+4n,Z=Z'+2n-m。
U→
Th+
92
90
2 He。
实质是核内的两个中子和两个质子结合在一起
发射出来的。
β衰变要点提示：
(1)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于
原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移
动了1个位次。
(2)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,
电荷数增加 1)。
0
234
0
206
4
(3)238
U→
Pb+8
He+6
e
82292来自-12．衰变次数的计算方法
(1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质
量数守恒和核电荷数守恒。
(2)计算方法：
设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成
稳定的新元素ZA′′Y，则表示该核反应的方程为
A
A′
4
不能独立发生,所以,只要有γ射线必有α衰变或β衰
变发生。
③γ粒子不是带电粒子,因此γ射线并不影响原子
核的核电荷数,故γ射线不会改变元素在周期
表中的位置。
放射性元素的衰变
放射性元素的衰变
放射性元素的衰变是由元素的原子核自然发生改变的一种过程，它通常以半衰期来表示。
半衰期指的是某一放射性原子核类型在放射衰变过程中消失的一半数量需要花费多少时间，单位通常为年。
在这一变化过程中，原子核将不稳定的放射能量转变成更稳定的物质，这样就会产生新的元素，放射性元素的这种衰变叫做放射性衰变。
放射性元素会按照一种特定的顺序进行衰变，这种顺序叫做放射性衰变链。
例如铀-238是一种以最慢速度衰变的放射性元素，它具有较长的半衰期，大约为4.468亿年，它将以alpha衰变的方式完成改变，即发射一个α粒子（分子），以及一个$ 0^1_1 $碘原子，然后变成长度稳定的元素-锶（碘）。
放射性元素在衰变过程中放射出放射性物质，它们会产生有害的放射性辐射，因此，必须采取防范措施，以降低放射性核素的有害性。
例如，在利用放射性元素进行药物治疗时，在患者与放射性元素之间加入阻挡层，从而有效地减少放射性污染和危害。
放射性衰变的研究一直是科学界的一个重要的研究领域，放射性衰变对放射性物质交换，生物吸收，物理和化学反应，以及太阳能变化等领域具有重要作用，它们在几乎所有生命学、地质学、化学、物理学以及天文学等领域都发挥着重要作用。
因此，放射性衰变是许多科学领域不可或缺的部分，也是物质运动和能量能源研究中非常重要的一环。
高中物理《4.2放射性元素的衰变》知识点
积盾市安家阳光实验学校中学高二物理《4.2放射性元素的衰变》知识点 3-54、两个重要的衰变：23892U→23490Th+42He 23490Th→23491Pa+0-1e说明：（1）核反过程一般都是不可逆的，所以核反只能用单向箭头表示反方向，不能用号连接。
（2）核反的生成物一要以为基础，不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写核反方程。
（3）核反中遵循质量数守恒而不是质量守恒。
（核反前后总质量一般会发生变化）（4）当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射，这时可连续放出三种射线。
5、衰变的实质：α衰变：在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象。
（当发生α衰变时，原子核中中子数减2，中子数也减2）β衰变：原子核内的中子转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变。
（发生β衰变使核电荷数增加1，但不改变原子核的质量数）γ衰变：原子核发生α衰变、β衰变时，往往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的核处于高能级，这时要往低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来。
（γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的）6、如何确α、β衰变次数：设放射性元素AZX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳的元素A Z Y''，则表示该核反的方程为：4021eA AZ ZX Y n H m e''-→++根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：4A A n'=+，2Z Z n m'=+-以上两式联立解得：,42A A A An m Z Z''--'==+-（一）半衰期：1、义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。
2、公式：/12t TN N=余原（）/12t Tm=余原m（）式中：N M原、原表示放射前的放射性元素的原子数或质量N M余、余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数或质量t表示衰变时间T表示半衰期强、温度）或化学状态（如单质、化合物）无关。
放射性元素的衰变规律
放射性元素的衰变规律放射性元素的衰变规律是一个复杂的概念，但它也可以用于科学研究和工业应用。
下面我们来学习放射性元素的衰变规律：一，什么是放射性衰变？放射性衰变是指放射性元素（如铀，钚，钴等）的核子在变成新的元素时会发射出能量，释放出微粒子，这种能量和微粒子的结合就叫做放射性衰变。
它按照规律衰变，即物质的稳定性会逐渐减少，因此会产生放射性衰变，而这种衰变导致的放射性微粒子也叫放射性衰变产物。
二，放射性元素衰变的类型有哪些？放射性元素的衰变类型有放射性α衰落、β衰变和γ衰变等三种。
1、放射性α衰落放射性α衰落是放射性元素原子的核素衰变的一种，其特点是它会失去α粒子（包含2个质子和2个中子的原子核），并伴有少量的放射性能量释放出来；它在生物系统中属于敏感性放射性，并能在很短的距离内进入生物体，受到损伤。
2、放射性β衰变放射性β衰变是放射性元素原子核衰变的一种，它会释放β粒子，并伴有少量的放射性能量释放出来；同α衰变一样，它也具有比较高的放射性能量，并能产生较大的影响在生物体内。
3、放射性γ衰变放射性γ衰变是放射性元素原子核衰变的一种，它会伴有较多的放射性能量释放出来，但不同的是这种能量是以电磁波形式发出的。
本质上它就是一种高能量的电磁波，用于抗拒辐射或者在放射治疗中有其特殊作用。
三，放射性元素衰变的等离子体还原放射性元素衰变可以利用等离子体还原技术使之恢复到非放射性元素。
这是一种发展迅速的新技术，它可以把稳定元素从放射性材料中分离出来，并通过核反应将其转化为稳定元素。
这是一项具有重大潜在社会价值的革新性技术，可以使相关经济活动的成本大大降低。
四，放射性元素衰变的应用放射性衰变是一个自然发生的过程，但它也在日常生活中起到重要作用，是社会应用重要的利益相关者。
其中，它最常用来探测放射性材料，侦查盗尉犯等企业和机构中；此外，它还可以用于关键行业，例如核能水电站，放射性治疗，能源和医疗领域等，其他方面也以被越来越多地使用，为社会发展提供了重要的保证。
放射性元素的自然衰变过程
放射性元素的自然衰变过程放射性元素是指具有较高的电离能力，并且具有放射性的化学元素。
这些元素的原子核具有较大的不稳定性，会不断地发生自发的核裂变，释放出大量的能量和射线，从而使原子核变得稳定。
这种过程就是自然衰变过程。
自然衰变过程分为三种：α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核内爆发出带正电荷的α粒子（两个质子和两个中子的组合体），释放出质子和能量。
这种衰变会使原子的原子序数减少2，即原子的种类发生变化。
β衰变是指原子核内爆发出带负电荷的β粒子（电子或者反电子），同时释放出中子。
这种衰变会使原子的原子序数增加1或减少1，即原子的种类发生变化。
γ衰变是指原子核内释放出高能的γ射线（电磁波），原子核的种类不变，只是能量减少而已。
自然衰变是放射性元素不断衰变，最终变成稳定元素的过程。
每种放射性元素都有特定的衰变常数，表示其在单位时间内衰变的概率。
在自然界中，大多数放数性元素的半衰期都非常短，有的甚至只有几秒钟或者几分钟。
但也有一些放射性元素的半衰期非常长，有的甚至达到数百万年或者数千万年。
自然衰变过程是一个自发的过程，不能被人为控制。
但是，放射性元素在医学、农业、工业等领域都有重要的应用。
为了更好地利用放射性元素，人们可以通过控制其衰变速率来提高其应用效率。
例如，在医学应用中，可以通过使用放射性同位素来治疗癌症；在农业应用中，可以通过使用放射性同位素来促进作物生长；在工业应用中，可以通过使用放射性同位素来测量物体的厚度或者密度等。
不过，放射性元素也有一定的危险性，因为它们会释放出射线和能量，对人体和环境造成一定的伤害。
所以，在使用放射性元素时，一定要注意安全，避免不必要的危险。
第2节 放射性元素的衰变
第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变 二、半衰期(T)
1.定义：放射性元素的原子核有 半数 发生衰变所需 的时间。
例如：氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年 铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年
第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
(3)γ射线经常伴随α衰变和β衰变产生的。
U 238
92
23940Th
24He
A Z
X
Y A4
Z2
24He
23940Th29314Pa 10e
A Z
X
Z A1Y 10e
思考判断
(1)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。( × ) (2)发生β衰变是原子核中的电子发射到核外。( ×) (3)γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。( √ )
课堂小结
[精典示例]
[例 1] 23982U 核经一系列的衰变后变为 28062Pb 核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？ 答案 (1)8次 6次
β粒子 处于激发态，回到低能级从而
放出γ射线
第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1.定义：原子核放出α粒子或 β粒，子变成另一种原子核的过程。
2.衰变类型
(1)α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程。放出一个α粒子后，核的
质量数 减少4 ，电荷数 减少2 ，成为新核。
(2)β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程。放出一个β粒子后，核的
练习：写出如下元素的衰变方程
衰变: 23900Th ? 提示：镭(Ra)的原子序数为88
衰变：1214Na ?
答案： 23900Th28286Ra24He
放射性元素的半衰期与衰变规律
放射性元素的半衰期与衰变规律在我们探索物质世界的奥秘时，放射性元素的半衰期与衰变规律是一个引人入胜且至关重要的领域。
这不仅在科学研究中具有重要意义，也在许多实际应用中发挥着关键作用。
首先，让我们来了解一下什么是放射性元素。
简单地说，放射性元素就是那些原子核不稳定，会自发地放出射线（如α射线、β射线、γ射线等），从而转变为另一种原子核的元素。
这种自发的变化过程就被称为衰变。
而半衰期，是描述放射性元素衰变快慢的一个重要概念。
它指的是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
打个比方，如果一种放射性元素的半衰期是 1 天，那么经过 1 天后，原来的放射性元素就会有一半变成了其他物质。
不同的放射性元素具有不同的半衰期。
有的半衰期非常短，可能只有几微秒甚至更短；而有的则很长，可以达到数十亿年。
比如，碘131 的半衰期约为 8 天，而铀 238 的半衰期则长达约 45 亿年。
放射性元素的衰变规律遵循着一定的数学规律。
假设初始时刻放射性元素的原子核数目为 N₀，经过时间 t 后，剩余的原子核数目为 N，那么它们之间的关系可以用公式 N ＝ N₀ ×（1/2)＾（t/T) 来表示，其中 T 就是该放射性元素的半衰期。
那么，为什么会有半衰期和衰变这种现象呢？这其实与原子核内部的结构和能量状态有关。
原子核由质子和中子组成，它们之间存在着很强的相互作用力。
当原子核的结构不稳定，内部能量过高时，就会通过释放粒子或射线来降低能量，达到更稳定的状态，这就是衰变的本质。
半衰期的长短取决于多个因素。
首先是原子核内部的结构和质子、中子的比例。
如果这个比例不合适，原子核就更容易发生衰变。
其次，原子核的质量也会影响半衰期。
一般来说，质量较大的原子核相对更不稳定，半衰期可能较短。
放射性元素的半衰期和衰变规律在许多领域都有着广泛的应用。
在医学上，放射性同位素常用于诊断和治疗疾病。
例如，碘 131 可以用于治疗甲状腺疾病，因为甲状腺会吸收碘。
初中化学放射性元素的衰变过程与半衰期计算方法探究
初中化学放射性元素的衰变过程与半衰期计算方法探究放射性元素是指具有不稳定原子核的元素，它们会通过自发性的放射性衰变逐渐转变成稳定的元素或其他放射性同位素。
本文将探究放射性元素的衰变过程和半衰期计算方法。
一、放射性元素的衰变过程放射性元素的衰变可以分为α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
α衰变是指原子核发射出一个α粒子（即两个质子和两个中子组成的氦核）的衰变过程，如U-238衰变成Th-234。
β衰变是指原子核中的一个中子转变成质子，同时释放出一个电子或正电子的过程，如C-14衰变成N-14。
γ衰变是指原子核由高能级跃迁到低能级时放射出的γ射线。
放射性元素衰变过程中的半衰期是指在给定时间内，该元素的初始数量减少一半所需的时间。
每种放射性元素都有其特定的半衰期，可以用来描述其衰变速率的快慢。
二、半衰期的计算方法半衰期的计算方法有两种常见的方式：实验测定法和理论计算法。
1. 实验测定法实验测定法是通过实验记录放射性元素衰变过程中的时间和剩余物质的数量来确定半衰期。
具体步骤如下：首先，测量初始放射性物质的质量或活度。
然后，按照一定间隔记录放射性物质的剩余质量或活度。
最后，绘制半衰期曲线并通过拟合曲线确定半衰期的数值。
2. 理论计算法理论计算法是基于放射性元素衰变的微观机制来推导半衰期的数值。
对于α衰变和β衰变，可以根据放射性衰变速率公式计算：N(t) = N(0) * e^(-λt)其中N(t)为时间t后剩余放射性物质的数量，N(0)为初始放射性物质的数量，λ为衰变常数。
半衰期T可以通过以下公式计算：T = ln2 / λ三、放射性元素的应用与注意事项放射性元素在许多领域都有广泛的应用，如医学诊断、放射治疗、能源生产等。
然而，在使用放射性元素时需要注意以下几点：1. 防护措施：接触放射性物质时，应采取相应的防护措施，如佩戴防护服、戴手套等，以避免辐射伤害。
2. 安全储存：放射性物质应妥善储存，避免泄漏和误用，以确保安全。
放射性元素衰变及其均衡原理
放射性元素衰变及其均衡原理放射性元素是指具有不稳定原子核的元素，它们会通过自发核变反应释放粒子或电磁辐射，转变为其他元素。
这种转变过程被称为衰变。
放射性元素的衰变是一种自然现象，也是地球上许多自然现象和技术应用中不可或缺的物理过程之一。
了解放射性元素的衰变过程及其均衡原理对于理解地质演化、放射性同位素应用、核电能以及核医学等具有重要意义。
放射性元素衰变是由于不稳定原子核中所含粒子的数量与能量之间的不平衡导致的。
原子核中含有质子和中子，靠着相互作用，保持着相对稳定的状态。
然而，有些原子核的结构并不稳定，它们的质子和中子的组合并不是最稳定的，这就导致了放射性衰变的发生。
放射性衰变主要包括α衰变、β衰变和γ衰变三种形式。
α衰变是指放射性核素释放出α粒子的过程。
α粒子由两个质子和两个中子组成，它的电荷为+2，质量为4。
当原子核释放出一个α粒子后，质子数和中子数都会减少，原子核的质量数减少4，这就是α衰变的过程。
β衰变是指原子核释放出β粒子的过程。
β粒子可以是一个电子（β负衰变）或一个正电子（β正衰变）。
在β负衰变过程中，一个中子在原子核内变成一个质子，释放出一个电子和一个反中微子。
而在β正衰变过程中，一个质子在原子核内变成一个中子，释放出一个正电子和一个电子中微子。
γ衰变是指放射性核素释放出γ光子的过程。
γ光子是高能量的光子，与X射线类似，但更具穿透力。
放射性衰变的过程中，放射性核素会逐渐转变为稳定的同位素。
此过程遵循指数衰减规律，即放射性核素的衰变速率与其当前数量成正比。
每个放射性核素都有固定的半衰期，即为核素衰变到一半所需的时间。
半衰期越短，放射性核素越不稳定，衰变速度越快。
半衰期与原子核结构和放射性核素的性质有关。
放射性元素衰变的均衡原理基于放射性元素的稳定性和衰变速率之间的平衡。
在自然界中，不同放射性核素的含量是平衡的，其衰变速率与生成速率相等。
生成速率是由其他方式产生的核素数量，例如宇宙线和核反应等。
放射性元素的衰变说课稿
放射性元素的衰变说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是“放射性元素的衰变”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“放射性元素的衰变”是高中物理选修 3-5 中的重要内容。
它是在学生学习了原子核的组成、放射性等知识的基础上，进一步深入探讨原子核内部的变化规律。
这部分内容不仅有助于学生理解物质的微观结构和核物理的基本概念，还为后续学习核反应、核能等知识奠定了基础。
在教材的编排上，先介绍了放射性元素衰变的现象和规律，然后通过数学推导得出衰变的半衰期公式，最后联系实际应用，让学生了解放射性元素衰变在考古、医疗等领域的重要作用。
二、学情分析学生在之前的学习中已经对原子核的基本概念有了一定的了解，具备了一定的抽象思维能力和逻辑推理能力。
但是，对于放射性元素衰变这一较为抽象的概念，学生在理解上可能会存在一定的困难。
此外，半衰期的概念和相关计算对于学生来说也是一个新的挑战。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解放射性元素衰变的概念和衰变的两种方式（α衰变和β衰变）。
（2）理解半衰期的概念，掌握半衰期的计算方法。
（3）知道放射性元素衰变的规律和影响因素。
2、过程与方法目标（1）通过对放射性元素衰变现象的观察和分析，培养学生的观察能力和分析问题的能力。
（2）通过半衰期的计算，培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生了解放射性元素衰变在科学研究和实际生活中的应用，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）放射性元素衰变的概念和两种衰变方式。
（2）半衰期的概念和计算。
2、教学难点（1）对α衰变和β衰变的本质的理解。
（2）运用半衰期解决实际问题。
五、教法与学法1、教法为了突出重点、突破难点，我将采用讲授法、演示法、讨论法相结合的教学方法。
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（4）衰变方程
α衰变
238 92 4 U 234 Th 90 2 He
A Z
X
A 4 Z 2
Y He
4 2
β 衰变
234 90
A Z
0 Th 234 Pa 91 1 e
A 0 X Z Y 1 1 e
衰变规律： 质量数和电荷数守恒
课堂练习题
2. 关于放射元素放出α 、β 、γ 三种射线的说法 中正确的是（ ABD ）
惠中—蒋 鹏
放射性物体放出来的射线性质揭秘
照相底片
放 射 源
+
铅盒
射线带正电
射线带负电 射线不带电
一.三种射线性质
阅读课本P71相关内容，完成表格相关内容
本质 （组成） 符号
α 射线 β 射线
电量
电离 穿透 速度 本领 本领
最强 较强 最弱 最弱 较强 最强
氦核 电子
4 2
He
+2e -e
课堂练习题
5、铋210半衰期是5天,100克的铋210经过15天 后,发生了衰变的有 Ｄ A. 12.5克 B. 25克
C.
50克
D.
t T1
2
87.5克
1 m m0 ( ) 2
知识总结 α射线
三种射线
来 源
高速的氦核流
高速的电子流 频率极高的光子流
β射线
γ射线 α衰变
放 射 性
三种衰变
衰 变 快 慢
A. 原子核每放出一个α 粒子，就减少两个质子 和两个中子。
B. 原子核每放出一个β 粒子，就增加一个质子， 减少一个中子。 C. 原子核每放出一个β 粒子，就增加一个中子， 减少一个质子。 D. 原子核在放出α 射线、β 射线的同时，常伴 随着放出γ 射线。
课堂练习题
4、
Rn 要经过m次衰变和n次 衰变，则m，n分别为 B
0 －1
e
0 +1
e
β 衰变规律：
核的质量数不变，电荷数增加1。
如： M Z
234 90
Th
0 -1
234 91
Pa e
0 1
X
e
M Z+1 Y
2、衰变的本质
（2）β 粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的电子
+
+
-
V
2、衰变的本质 （3）γ 射线通常是伴随α 射线和β 射线产生的。
原子核发生α或β衰变后，往往处于激发态，这 时它向低能级跃迁，辐射出γ光子。
3个半衰期
2．衰变规律：
注：半衰期有核本身的因素决定，
1 m m0 ( ) 2
t T1
2
与原子所处的物理状态或化学状态无关。 （与温度、压强、单质或化合物等无关）
典型例题
例 : 14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。 若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的 1/4，则该古树死亡时间距今大约
二.原子核的衰变 放射线是怎样产生的？
1、定义：我们把一种元素经放射过程变成另 一种元素的现象，称为原子核的衰变。 放出α射线的衰变叫 α衰变 放出β射线的衰变叫 β衰变 放出γ射线的衰变叫 γ衰变
α衰变规律
衰变时放出α 粒子的，叫 α 衰变
α 粒子即氦原子核 ——
4 2
He
α衰变规律：
核的质量数减少4，电荷数减少2。
Y 24 He
0 Y 1 e
m z
X
m z 1
衰变总规律 _______ 电荷数 守恒、________ 质量数 守恒 衰变快慢 _______ 放射性 元素的原子核有半数发生衰 （半衰期） 变需要的时间。半衰期与原子所处的 无关 。 物理状态或化学状态均________
课后作业
1．课本P74 2—6 2．《金版学案》对应练习
U 衰变为
222 86
238 92
（A ）2 ，4
（B ）4 ，2
（C ） 4 ，6
238 92 222 86
（D）16，6
4 2 0 1
U Rn m He n e
三.衰变的快慢——半衰期
T1
2
1．定义：原子核数目(质量）因衰变减少到原来的 一半所经过的时间，叫半衰期。
1个半衰期
2个半衰期
复习回顾.天然放射性 铀和含铀的矿物能发出使照相底片感光
的射线
照相底片
射 线
铅盒
法国 贝克勒尔
放 射 源
复习回顾.天然放射性 原子的真面目
质子 原子核 原 子
1 1
H
中子 核外电子
1 0
n
复习回顾.天然放射性 原子核的表示 符号表示：
质量数＝Z(质子 数)＋N(中子数)
A Z
X
元素符 号
电荷数 Z(质子数)
238 如： 92
U Th H e
234 90 4 2
M Z
X
4 2
He
M- 4 Z-2
Y
2、衰变的本质 （1）α 粒子是核内两个质子和两个中子抱 成团一起射出。 4 2 + + + + + + + + + + + + + +
He
β衰变规律
衰变时放出β 粒子的，叫 β 衰变
β 粒子即电子 ——
B
A.22920年 C.5730年
B.11460 D.2865年
t T1
2
1 m m0 ( ) 2
课堂练习题
3、下列说法正确的是 （C ）
A. α 射线与γ 射线都是电磁波
B. β 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能 改变原子核衰变的半衰期 D.原子核经过衰变生成新核 γ衰变
t 1 T m = m0 ( ) 2
半衰期
知识总结
符号 组成 电量 电离本领 穿透本领
三 种 射 线 性 质 二 种 衰 变 规 律
α 射线 β 射线 γ 射线
4 2
He
氦核 电子
+2e -e
最强
最弱 较强 最强
o 1
e
较强
最弱
γ
m z
光子
不带电
m4 z2
α 衰变 β 衰变
X
0.1c 0.9c
c
o 1
e
高频电磁波 γ 射线 （光子）
γ
不带电
课堂练习题
1.关于α 射线,β 射线,γ 射线,下列说法正确的是:
ＣＤ
A．α 射线是十分之一光速的氦核,不带电 Ｂ．β 射线是高速电子流,穿透能力最强 Ｃ．γ 射线是α 衰变或β 衰变产生的新核辐射出来的 Ｄ．γ 射线是波长极短的电磁波,电离作用最弱