第十六章 第二讲 放射性元素的衰变 核能
放射性元素的衰变 课件
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的 因素决定的，跟原子所处的状态和外部条件 没有关系。例如，一种放射性元素，不管是 以单质的形式存在，还是与其它元素形成化 合物，或者对它施加压力、提高温度。都不 能改变它的半衰期。这是因为压力、温度、 或与其它元素的化合等，都不会影响原子核 的结构。
1、衰变 原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变
23892U→23490Th+42He
4、衰变方程式遵守的规律： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒
α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He
基本粒子的衰变
原子发生衰变
粒子发生α衰变
在α衰变中，新核的质量数与原来的核 的质量数有什么关系？相对于原来的核在周 期表中的位置，新核在周期表中的位置应当 向前移还是向后移？要移动几位？你能概括 出α衰变的质量数，核电荷数变化的一般规 律吗？
放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1、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。 2、实质：
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。
3、α衰变
铀238核放出一个α粒子后，核的质量数 减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234 核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。 用衰变方程式来表示：
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。
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。
2、α衰变 放出α粒子的衰变叫做α衰变。
3、β衰变 当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电
子 10n→11H＋0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。 β衰变的实质是核内少了一个中子，却增加了
第二节放射性元素的衰变PPT课件
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
练习4：某原子核A的衰变过程为 A β B α C,下列说法正确的是（ D）
A、核A的质量数减核C的质量数等于5; B、核A的中子数减核C的中子数等于2; C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的 中性原子中的电子数多1; D、核A的质子数比核C的质子数多1。
场的作用下分成a、b、c三束，以下
判断正确的是（ BC）
+ A、a为α射线，b为β射线
b
B、a为β射线，b为γ射线
-
c
C、b为γ射线，c为α射线
a
D、b为α射线，c为γ射线
P
练习3：由原子核的衰变规律可知 ( C)
A．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，新核的化学性 质不变
• 衰变：一种元素经放过程变成另一种元素的现象， 称为原子核的衰变。可用衰变方程表示。
• 原子核发射出来α粒子，叫α衰变；发射出来β粒 子，叫β衰变；γ射线是伴随着这些衰变而产生 的。
如铀238的α衰变方程：
9 22 3U 8 9 20 3T 4 h4 2He
钍234的β衰变方程：
9 20 3T4 h 9 21 3P 4 a0 1e
核电荷数增加1个， 在元素周期表中向后移一位
核内放出电子原因：中子转化成质子和电子
• 一个α粒子与一个氦原子核相同，两者质 量数和核电荷数相同。
思考：92238 U(铀)要经过几次α衰变和β衰 变，才能变为 82(206铅Pb)？它的中子数减 少了多少？
8次 α衰变，6次 β衰变， 中子数减少 22个.
天然放射线有哪几种？其性质如何？
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(3)综合写出这一衰变过程的方程. 解析 衰变方程为 23982U→20862Pb＋842He＋6－01e. 答案 23982U→20862Pb＋842He＋6－01e
二、对半衰期的理解及有关计算
例2 氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成 辐射损伤，它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一.其衰变方程 是22826Rn→21884Po＋________.已知 22826Rn的 半 衰 期 约 为 3.8 天 ， 则 约 经 过 ________天，16 g的 22826Rn 衰变后还剩1 g.
238＝206ห้องสมุดไป่ตู้4x
①
92＝82＋2x－y
②
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.
答案 8 6
(2) 20862Pb与 23982U 相比，质子数和中子数各少了多少？
解析 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 中子数少1，而质子数增加1，故20862Pb 较23982U 质子数少10，中子数少22. 答案 10个 22个
答案 放射性元素衰变的快慢由原子核内部因素决定.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；不能通过增 大压强或提高温度的方法加快某种放射性元素的衰变速度，也不能通过 物理或化学的方法减缓放射性元素的衰变速度.
对半衰期的理解： (1)半衰期：放射性元素的原子核有半数 发生衰变所需的时间.不同的放射性 元素，半衰期不同. (2)注意以下两点： ①对于同一种元素，其半衰期是 一定 的，无论是加温、加压，或是处于单 质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同， 有 的 差别很大. ②半衰期是一种 统计 规律.对于 大量 的原子核发生衰变才具有实际意 义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用.
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1．原子核的衰变 (1)定义：原子核由于放出α粒子 或β粒子 而转变为 新原子核的过程。 (2)分类
[关键一点] 发生α衰变时，新核在元素周期表中向前 移2位，发生β衰变时，新核在元素周期表中向后移1位。
2．半衰期 (1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间。 (2)决定因素： 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。不同的放射 性元素，半衰期不同 。
(3)应用： 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程 度、推断时间。 [关键一点] 半衰期是描述的是大量原子核衰变的统 计规律，对少量或单个原子核没有意义。
1．原子核的衰变 (1)α 衰变： ①衰变过程：AZX―→AZ－－24Y＋24He ②衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2 个中子和 2 个质子结合得比较紧密，在一定条件下作为一个整体从较大的 原子核中抛射出来，这就是 α 衰变现象。即列方程 A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m。 以上两式联立解得 n＝A－4A′，m＝A－2A′＋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。
1．对半衰期的理解 半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性 元素具有的衰变速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差别 很大。 2．半衰期公式 N 余＝N 原(12)t/T，m 余＝m0(12)t/T。 式中 N 原、m0 表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示 衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，T 表示半衰期。
(2)β 衰变： ①衰变过程：AZX―→Z＋A1Y＋0－1e ②衰变的实质：β 衰变是原子核中的中子转化成一个电 子，即 β 粒子放射出来，同时还生成一个质子留在核内，使 核电荷数增加 1，即 10n→11H＋0－1e
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能级跃迁,放出γ光子。
②γ射线是伴随着α射线和β射线产生的,γ辐射并不能独立发生,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。
特别提醒(1)衰变方程的书写:衰变方程用“→”表示,而不用“=”表
示。
(2)衰变方程表示的变化:衰变方程表示的是原子核的变化,而不
放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1.衰变的定义是什么?
答案:原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的过程。
2.衰变有几种类型?写出其衰变规律。
-4
答案:(1)α 衰变: X→-2 Y+42 He(新核的质量数减少 4,电荷数减
少 2)。
(2)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,电荷数增加 1)。
)
222
A.目前地壳中的 86 Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变
222
B.在地球形成的初期,地壳中元素 86 Rn 的含量足够高
218
222
C.当衰变产物 84 Po 积累到一定量以后,218
84 Po 的增加会减慢
Rn 的衰变进程
D.222
86 Rn 主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它
(2)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。
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
-4
(1)α 衰变: X→-2 Y+42 He(新核的质量数减少 4,电荷数减少 2)。
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【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。
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发生衰变所需的时间．
(2)决定因素 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．不同的 放射性元素，半衰期 不同 ．
(3)应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、 推断时间． 2．思考判断 (1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．(√) (2)半 衰期是放射性元 素的大量原子核 衰变的统计规 律．(√) (3)半衰期可以通过人工进行控制．(×)
2．α 衰变的实质是原子核中的 2 个质子和 2 个中子结合 在一起发射出来的，α 衰变方程为：AZX→AZ－－24Y＋24He，实质是： 211H＋201n→42He.
3．β 衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和 电子，放出高速电子流，β 衰变的方程为：AZX→Z＋A1Y＋－10e， 实质是：10n→11H＋－10 e.
放射性元素的衰变
原子核的衰变
1.基本知识 (1)定义 原子核放出 α粒子 或 β粒子 ，则核电荷数变了， 变成另一种 原子核 ，这种变化称为原子核的衰变．
(2)衰变分类
放出 α 粒子的衰变叫 α衰变
叫 β衰变
．
．放出 β 粒子的衰变
(3)衰变方程
29328U→29304Th＋ 42He
29304Th→29314Pa＋ －01e.
3．探究交流 某放射性元素的半衰期为 4 天，若有 100 个这样的原子 核，经过 4 天后还剩 50 个，这种说法对吗？ 【提示】 半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所 遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况， 因此，经过 4 天后，100 个原子核有多少发生衰变是不能确 定的，所以这种说法不对.
.
(4)衰变规律
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个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛
射出来，这就是放射元素的_α_衰___变___现象；原子核里虽没有电子， 但核内的___中__子___可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出 来，这就是__β_衰__变___．
(4)γ 射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数
值，当原子核发生 α 衰变、β 衰变后，新核往往处于高能级．这时
2．公式．
N
余＝N
原21Tt ，m
余＝m
1 t 原2T
式中 N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数或质量，N 余、
m 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．
注：半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子
所处的物理状态(如压强、温度、环境)或化学状态(如单质、化合物)
放射性元素的衰变
1．原子核的衰变． (1)原子核的衰变：原子核放出 α 粒子或 β 粒子，由于 _核__电__荷__数_ 变 了 ， 它 在 周 期 表 中 的 位 置 变 了 ， 变 成 另 一 种 ___原__子__核_．这种变化称为原子核的___衰__变___． (2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质 量数都___守__恒___． α 衰变：质量数减少 4，电荷数减少 2，衰变方程为：AZ
解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定 的，与一般外界环境无关．原子核的衰变有一定的 速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变了 总数的一半．不同种类的原子核，其半衰期也不 同．若开始时原子核数目为 N0，经时间 t 剩下的原 子核数目为 N，半衰期为 T，则有如下关系式：N＝ N012Tt .若能测定出 N 与 N0 的比值．则就可求出时间 t 值，依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察 出土文物存在年代等．
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。
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
第2讲 放射性元素的衰变、核能 有答案
第2讲放射性元素的衰变、核能【知识点1】原子核的组成、放射性、放射性同位素、射线的危害和防护一、原子核1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
(2)原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝质子数＋中子数，质子和中子都为一个单位质量。
2．同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子。
同位素在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质。
具有放射性的同位素叫放射性同位素。
例如：2713Al＋42He→3015P＋10n，3015P→3014Si＋01e。
二、天然放射现象1．天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构。
2．放射性和放射性元素物质发射射线的性质叫放射性。
具有放射性的元素叫放射性元素。
3．三种射线放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。
4．三种射线的比较5．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。
(3)防护：防止放射线对人体组织的伤害。
【知识点2】原子核的衰变、半衰期1．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋__0－1e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。
(3)两个重要的衰变①238 92U→234 90Th＋42He；②234 90Th→234 91Pa＋0－1e。
2．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)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。
3．α衰变和β衰变的实质α衰变：核内两个中子和两个质子结合得比较紧密，作为一个整体从较大的原子核内发射出来。
一轮复习选修放射性元素的衰变核能
一轮复习选修放射性元素的衰变核能放射性元素的衰变核能是物理学中的重要概念之一、通过研究和了解这一过程，我们能够深入了解放射性元素的特性和使用。
放射性元素是指核中原子核不稳定，由于核内原子核的重力相互作用和库伦排斥力，导致自主放出粒子或电磁辐射以稳定自身的元素。
放射性元素中的核能是一种能量形式，以质量的形式存在于不稳定的原子核中，并通过衰变过程释放出来。
核能可以分为两类：裂变能和衰变能。
裂变能是指在核裂变反应中释放出的能量，这种反应在核电站中被用来产生能量。
裂变是指核裂变产物中的原子核发射出中子，并产生能量。
这种能量释放是由于裂变反应的连锁反应，产生了大量的能量。
衰变能是指原子核发生放射性衰变过程中所释放出的能量。
放射性衰变是指原子核在核内无外部作用下自发变为稳定原子核的一种过程。
衰变过程中释放的能量可以以三种形式释放出来：α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指放射性核素中的一个α粒子从原子核脱离出来的过程。
α粒子是由两个质子和两个中子组成的一种重粒子，它的电荷为+2、α粒子释放出的能量是由于原子核结合能的减少而产生的。
α衰变过程是放射性元素进行自发分裂的方法之一，释放出的能量被用来推动其他原子核衰变。
β衰变是指放射性核素中的一个电子或正电子从原子核中释放出来的过程。
β衰变通常发生在原子核中的中子或质子过多或过少的情况下。
如果原子核中的中子过多，则中子会分裂成质子和电子；如果质子过多，则质子会分裂成中子和正电子。
β衰变过程中释放的能量主要来自电子或正电子的失去质量。
γ衰变是指放射性核素中的一个γ射线从原子核释放出来的过程。
γ射线是高能量的电磁辐射，没有质量和电荷。
在衰变过程中，原子核释放出γ射线以释放其余能量，并稳定下来。
了解放射性元素衰变核能的概念对于核能的应用和研究都具有重要意义。
核能作为一种清洁且高效的能源形式，在核电站中被广泛使用。
通过研究放射性元素的衰变核能，我们可以进一步提高核能的利用效率，并减少放射性废物的产生。
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第二讲放射性元素的衰变核能
基础巩固
1.(2010·全国Ⅱ)原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子.由此可知
( )
A.A=2,Z=1
B.A=2,Z=2
C.A=3,Z=3
D.A=3,Z=2
答案:D
2.下列说法正确的是( )
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,则新核的质量总等于原核的质量
答案:C
3.当前核能的和平利用问题为世界各国所关注,在该问题上除了以核动力的形式被广泛应用于现代能源和舰艇船的动力外,还可利用放射性核本身所发射的各种射线的能量.虽然其能量和核裂变能相比是比较小的,但由于核科学技术的蓬勃发展,放射性在科学技术上还是获得了愈来愈广泛的使用.下列有关放射性知识的说法中正确的是( )
A.某放射性元素原为8 g,如果在6天时间有6 g发生衰变,则该元素半衰期为3天
B. 23892U衰变成20682Pb要经过6次β衰变和8次α衰变
C. α、β、γ三种射线中,贯穿本领最大的是γ射线,电离本领最大的是γ射线
D. 放射性元素发生β衰变时所放出的β粒子是原子核内的中子转化为质子时产生的
解析:由半衰期定义,6天衰变了6 g,剩余1
4
,所以半衰期为3天,A项正确.23896U变成
206
82Pb发生α衰变的次数238206
4
=8次,发生β衰变的次数82+8×2-92=6次,B项正确,
由放射线特点,C错误,D正确.
答案:ABD
4.(2011·寿光)近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展,科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的反应时,发现所生成的超重元素的核A Z X经过6次α衰变后成为253100Fm,由此可以判定该超重元素的原子序数和质量数依次是( )
A.124,259
B.124,265
C.112,265
D.112,277
解析:每次α衰变质量减少4,电荷数减少2,因此该超重元素的质量数应是277,电荷数应是112,选D.
答案:D
5.(2008·高考广东卷)有关氢原子光谱的说法正确的是( )
A.氢原子的发射光谱是连续谱
B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
答案:BC
6.(2010·广东高考理综)关于核变和核反应的类型,下列表述正确的有( )
A.23892U→23490Th+42He 是α衰变
B.147N+42He→178O+11H 是β衰变
C.21H+31H→42He+10n 是轻核聚变
D.8234Se→8236Kr+20-1e 是重核裂变
解析:α衰变是放射出氦核的天然放射现象,A正确;β衰变是放射出电子的天然放射现象,而B项是发现质子的原子核人工转变,故B错;C项是轻核的聚变,D项是β衰变现象,故C对D错.
答案:AC
能力提升
7.(2010·北京高考理综)太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少,太阳
每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近
( )
A.1036 kg
B.1018 kg
C.1013 kg
D.109 kg
解析:根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc 2
,得26
282410(310)E m kg c ∆⨯==⨯ 答案:D
8.(2011·山东威海)锌在人体的新陈代谢中起着重要作用.在儿童生长发育时期测量其体内含锌量已成为身体检查的重要内容之一.取儿童的头发约50 mg,经中子照射后,头发中
的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌,其核反应方程式为:6430Zn+10n→6530Zn.6530Zn
衰变放射出能量为1115 eV 的γ射线,通过对γ射线强度的测定可以计算出头发中锌的含量.关于以上叙述,下列说法正确的是( )
A.6430Zn 和6530Zn 有相同的核子数
B.6430Zn 和6530Zn 有相同的质子数
C.γ射线是由锌原子的内层电子激发产生的
D.γ射线是真空中传播的速度是3.0×108 m/s
解析:6430Zn 的核子数是64,而6530Zn 的核子数是65,所以A 错误;6430Zn 和6530Zn 的质子数均为30,所以B 正确;γ射线是原子核衰变产生的,在真空中的传播速度等于光速,所以C 错误,D 正确.
答案:BD
9.(2009·广东高考)科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3).它是一种高效､清洁､
安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为32He+32He→211H+42He.关于32He 聚变
下列表述正确的是( )
A.聚变反应不会释放能量
B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应没有质量亏损
D.目前核电站都采用32He 聚变反应发电
解析:聚变反应是轻核变为中等质量核的反应,发生质量亏损,释放能量.目前核电站采用重核裂变反应.
答案:B
10.(日照模拟)一静止的氡核(22286Rn)发生α衰变,放出一个速度为v 0､质量为m 的α粒
子和一个质量为M 的反冲核钋(Po),若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能.
(1)写出衰变方程;
(2)求出反冲核的速度;
(3)求出这一衰变过程中亏损的质量.
解析:(1)22286Rn[FY]21884Po+42He.
(2)设钋核的反冲速度大小为v,由动量守恒定律有
0=mv 0-Mv,解得0mv v M
=. (3)衰变过程中产生的机械能为
ΔE=12mv 20+12Mv 2=20()2M m mv M
+ 由爱因斯坦质能方程有ΔE=Δmc 2
产生这些机械能亏损的质量
Δm=2022
()2M m mv E c Mc +∆=. 答案:(1)22286Rn[FY]21884Po+42He (2)0mv M (3)202()2M m mv Mc +。