放射性元素的衰变 课件
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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
放射性元素的衰变(ppt)
放大了1000倍的铀矿石
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
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
课件放射性元素衰变
1．有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是τ甲 ＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为m甲、m乙，经 过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之
比M甲∶M乙是( ) A．1∶4
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
解析：选 B.对 60 天时间，甲元素经 4 个半衰期，乙元 素经 2 个半衰期，由题知 M 甲(12)4＝M 乙(12)2，则 M 甲∶ M 乙＝4∶1，故 B 正确．
一、原子核的衰变
1.原子核的衰变：
2.衰变原则：
质量数守恒，电荷数守恒。
（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变．
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
（3）γ辐射:伴随射线或射线产生.
二、半衰期
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，叫做这
t
1 1 种元素的半衰期。
M余=M原(1/2）n.和n=t/T的应用
例2：一块氡222放在天平的左盘时， 需在天平的右盘加444g砝码，天平
才能处于平衡，氡222发生α衰变，经 过一个半衰期以后，欲使天平再次平 衡，应从右盘中取出的砝码为（ D） A．222g B．8g
C．2g D．4g
3.钋210经α衰变成为稳定的铅,半衰期为138天.质量 为64 g的钋210经276天后,还剩余多少克钋?生成了 多少克铅?写出核反应方程钋210(210 84Po).
年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物 中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。 随着年代的推移，其体内14C的含量为现 代鸟的 ，已知地表中14C的含量基本 不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖 鸟距今年代为：
A
B
C
D2
类型5 磁场与半衰期的综合应用
新教材高中物理第五章原子核第2节放射性元素的衰变课件新人教版选择性必修第三册
生化学反应2 X2 O + 2 F2 = 4 XF + O2 之后，XF的半衰期为( )
A. 2天
B. 4天
C. 8天
C
D. 16天
[解析] 放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定，与原子的化
学状态无关。
2. （2021陕西安康高三联考）已知
的
30
15 P经过时间
A. 2.5min
后还剩 2 g 的
如图所示为粒子轰击氮原子核示意图。
（1） 充入氮气前荧光屏上看不到闪光，而充入氮气后荧光屏上看到了闪光，
说明了什么问题？
提示
充入氮气后，产生了新粒子。
（2） 原子核的人工转变与原子核的衰变有什么相同规律？
提示
质量数与电荷数都守恒，动量守恒。
（3） 如何实现原子核的人工转变？
提示人为地用粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核，可以实现原子
B. 地球的年龄大致为90亿年
C. 被测定的岩石样品在90亿年时，铀、铅原子数之比约为
1: 3
D. 根据铀半衰期可知，20个铀原子核经过一个半衰期后就
剩下10个铀原子核
[解析] 由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半，由图像可
知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年，铀238的半衰期为45亿
B. C、8、17、1
C. O、6、16、1
D. C、7、17、2
[解析] 氮原子核，则 = 7；发现质子，说明 = 1，由质量数与电荷数守
恒得 = 14 + 4 − 1 = 17， = 2 + 7 − 1 = 8 ，则 X 是氧，则卢瑟福用
17
1
粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程是 42 He + 14
人教版高中物理选修35课件：第十九章 2 放射性元素的衰变
新核具有较大的能量,处于激发态,向低能级跃迁时辐射出来的一份
能量,原子核放出一个 γ 光子不会改变它的质量数和电荷数,不能单
独发生 γ 衰变。
•
•
•
•
•
•
•
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
人体危害很小。但 γ 射线频率很大,能量很高,因而使用不当时,对人
体危害较大。所以对人体危害最大的是高能量的电离辐射,应尽量远
离。
二、半衰期
1.定义
放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,叫作这种元
素的半衰期。
2.公式
用希腊字母 τ 表示半衰期,剩余原子核数目
素质量 m 余=m
1
原( ) 。
的原子核。
典题例解
【例 2】 为测定某水库的存水量,将一瓶放射性同位素溶液倒
入此水库。已知该溶液 1 min 衰变 8×107 次,该放射性同位素的半衰
期为 2 天。
经 10 天后,从水库中取出 1 m3 的水,测得 1 min 衰变 1 000
次,则该水库存水量为
。
解析:设原放射性元素质量为 m0,10 天后的质量为 m,水库共有 V
(2)同理,钍 234 发生一次 β 衰变放出的 β 粒子与产生的新核的
动量大小相等,方向相反,即总动量为零,可是,β 粒子带负电,新核带
正电,它们衰变后的速度方向相反,但受的洛伦兹力方向相同,所以,
它们的两个轨迹圆是内切的,且 β 粒子的轨道半径大于新核的轨道
半径,它们的轨迹示意图如图乙所示,其中,c 为 β 粒子的轨迹,d 为新
能量,原子核放出一个 γ 光子不会改变它的质量数和电荷数,不能单
独发生 γ 衰变。
•
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1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
人体危害很小。但 γ 射线频率很大,能量很高,因而使用不当时,对人
体危害较大。所以对人体危害最大的是高能量的电离辐射,应尽量远
离。
二、半衰期
1.定义
放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,叫作这种元
素的半衰期。
2.公式
用希腊字母 τ 表示半衰期,剩余原子核数目
素质量 m 余=m
1
原( ) 。
的原子核。
典题例解
【例 2】 为测定某水库的存水量,将一瓶放射性同位素溶液倒
入此水库。已知该溶液 1 min 衰变 8×107 次,该放射性同位素的半衰
期为 2 天。
经 10 天后,从水库中取出 1 m3 的水,测得 1 min 衰变 1 000
次,则该水库存水量为
。
解析:设原放射性元素质量为 m0,10 天后的质量为 m,水库共有 V
(2)同理,钍 234 发生一次 β 衰变放出的 β 粒子与产生的新核的
动量大小相等,方向相反,即总动量为零,可是,β 粒子带负电,新核带
正电,它们衰变后的速度方向相反,但受的洛伦兹力方向相同,所以,
它们的两个轨迹圆是内切的,且 β 粒子的轨道半径大于新核的轨道
半径,它们的轨迹示意图如图乙所示,其中,c 为 β 粒子的轨迹,d 为新
高中物理人教版选修3-5 19.2放射性元素的衰变》课件
B.该核发生的是β衰变
a
C.磁场方向一定垂直于纸面向里；
D.不能判定磁场方向向里还是向外
b
练1.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子
后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为
44：1，则
( ABC
)
A.α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反
B.原来放射性元素的原子核电荷数为90 C.反冲核的核电荷数为88 D.α粒子与反冲核的速度之比为1：88
6、23920Th
(钍)经过一系列α 和β 衰变,成为
208 82
Pb(铅)
(A)铅核比钍核少24个中子
(B)铅核比钍核少8个质子
(C)共经过4次α 衰变和6次β 衰变
(D)共经过6次α 衰变和4次β 衰变
若衰变方程为：23920Th
208 82
Pb+n
4 2
He+
m
0 1
e
则有质量数守恒及核电荷数守恒，得
Pa
10e
24 11
Na
1224Mg
10e
γ衰变:
伴随射线或射线产生.
4、衰变的本质： （1）α 衰变的本质：原子核内的两个质子和两个中子结合成氦核
2 11H
01n
4 2
He
结 合 质子 中子
（2）β 衰变的本质：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子
01n
11H
+
0 1
e
(3)γ 辐射的理解
中子
转化
和
质子
电子
原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数
放射性元素的衰变 课件
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
放射性元素的衰变课件
(2)α 衰变：放射性元素放出 α 粒子的衰变叫作 α 衰变． (3)β 衰变：放射性元素放出 β 粒子的衰变叫作 β 衰变． 2．(1)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． (2)衰变方程：α 衰变：AZX→AZ－－24Y＋24He； β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋－0 1e.
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．
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 课件
2
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。
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(课件)高中物理(人教版2019选择性必修第三册)
－1e
0
30
30
1e
(4)15P→14Si＋________________________；
1
90
136
1
(5)235
U＋________________________→
92
38Sr＋ 54Xe＋100n；
0n
1
14
4
17
1H
(6) 7N＋2He→ 8O＋________________________。
→
′
′
+ + −
（2）衰变次数n 和 m
质量数守恒： A A '+ 4n
A A'
解得： n =
4
电荷数守恒：
Z Z '+ 2n m
A A'
m=
Z ' Z
2
【注意】为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为
β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。
俘获一个α粒子，产生
13
15并放出一个粒子
C. 115俘获一个质子，产生 84并放出一个粒子
D. 63俘获一个质子，产生 32并放出一个粒子
1、半衰期（τ）
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
氡的衰变
m/m0
t /天
1/2
3.8
1/4
2×3.8
1/8
3×3.8
1/16
A．1∶4
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
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发生状态变化的过程。
0
30
30
1e
(4)15P→14Si＋________________________；
1
90
136
1
(5)235
U＋________________________→
92
38Sr＋ 54Xe＋100n；
0n
1
14
4
17
1H
(6) 7N＋2He→ 8O＋________________________。
→
′
′
+ + −
（2）衰变次数n 和 m
质量数守恒： A A '+ 4n
A A'
解得： n =
4
电荷数守恒：
Z Z '+ 2n m
A A'
m=
Z ' Z
2
【注意】为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为
β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。
俘获一个α粒子，产生
13
15并放出一个粒子
C. 115俘获一个质子，产生 84并放出一个粒子
D. 63俘获一个质子，产生 32并放出一个粒子
1、半衰期（τ）
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
氡的衰变
m/m0
t /天
1/2
3.8
1/4
2×3.8
1/8
3×3.8
1/16
A．1∶4
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
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发生状态变化的过程。
放射性元素的衰变PPT课件
注意：要以实验为基础，不能杜撰。
.
3
请看下列两个通过实验检验的方程：
U 238
92
234 90
Th +24
He
23940Th29314Pa 10e
大家能看出哪些规律呢？
1、用单箭头，不用等号；
2、质量数守恒，质量守恒;
3、电荷数守恒，电荷守恒；
4、方程及生成物要以实验为基础，
不能杜撰。
.
经n个3.8天后
剩余氡核数N
N
N0 2
N N0 22
N N0 23
.
N N0 2n
23
二、半衰期
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，叫做这种元素的半衰期。
放射性元素的剩余质量
m m ( 12 ) 与原有质量的关系：
t
0
N
N
0
(
1 2
t
)
.
24
二、半衰期(T)
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
注意： γ射线总是伴随衰变或衰变产生的电磁波，它不能单独发 生且不改变电荷数与质量数。
.
18
6.课堂检验：
练习1：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原
来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒
子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判
定（ BD ）
a
A、该核发生的是α衰变
4
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
1.衰变的定义：
2.衰变的原则：
3.衰变的分类：
4.衰变的通式：
5.衰变的实质：
.
5
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
.
3
请看下列两个通过实验检验的方程：
U 238
92
234 90
Th +24
He
23940Th29314Pa 10e
大家能看出哪些规律呢？
1、用单箭头，不用等号；
2、质量数守恒，质量守恒;
3、电荷数守恒，电荷守恒；
4、方程及生成物要以实验为基础，
不能杜撰。
.
经n个3.8天后
剩余氡核数N
N
N0 2
N N0 22
N N0 23
.
N N0 2n
23
二、半衰期
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，叫做这种元素的半衰期。
放射性元素的剩余质量
m m ( 12 ) 与原有质量的关系：
t
0
N
N
0
(
1 2
t
)
.
24
二、半衰期(T)
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
注意： γ射线总是伴随衰变或衰变产生的电磁波，它不能单独发 生且不改变电荷数与质量数。
.
18
6.课堂检验：
练习1：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原
来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒
子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判
定（ BD ）
a
A、该核发生的是α衰变
4
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
1.衰变的定义：
2.衰变的原则：
3.衰变的分类：
4.衰变的通式：
5.衰变的实质：
.
5
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
19.2 放射性元素的衰变课件(上课)
m1v1 根据轨道半径公式有rr21＝mB2qv12＝mm21vv21qq12，又由于衰变过程中
Bq2 遵循动量守恒定律，则 m1v1＝m2v2，以上三式联立解得 q＝90e。
即这个原子核原来所含的质子数为 90。
[答案] (1)圆轨道 2 是 α 粒子的径迹，理由见解析 (2)90
[反思领悟]
由以上两例解答过程可知，当静止的原子核在匀强磁场 中发生衰变时，大圆轨道一定是释放出的带电粒子(α 粒子或 β 粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的。α 衰变时两圆外切，β 衰变时两圆内切。如果已知磁场方向，还可根据左手定则判 断绕行方向是顺时针还是逆时针。
5．注意：
一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射 性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。
U 238
92
234 90
Th
4 2
He
92034Th
234 91
Pa
01
e
阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题：
• 1。放射性元素的衰变有什么规律？ • 2。用什么物理量描述？ • 3。这种描述的对象是什么？
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
m
1 2
n
m0
t
m
1 2
T
m0
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后
剩余的粒子数为：
N
1 2
n
N0
1 2
t
T
N0
[判断辨析]
(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．( ) √
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往蕴藏 在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这 时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，因 此，γ射线经常是伴随α射线和 β射线产生的，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三种射线。
Bq2 遵循动量守恒定律，则 m1v1＝m2v2，以上三式联立解得 q＝90e。
即这个原子核原来所含的质子数为 90。
[答案] (1)圆轨道 2 是 α 粒子的径迹，理由见解析 (2)90
[反思领悟]
由以上两例解答过程可知，当静止的原子核在匀强磁场 中发生衰变时，大圆轨道一定是释放出的带电粒子(α 粒子或 β 粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的。α 衰变时两圆外切，β 衰变时两圆内切。如果已知磁场方向，还可根据左手定则判 断绕行方向是顺时针还是逆时针。
5．注意：
一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射 性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。
U 238
92
234 90
Th
4 2
He
92034Th
234 91
Pa
01
e
阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题：
• 1。放射性元素的衰变有什么规律？ • 2。用什么物理量描述？ • 3。这种描述的对象是什么？
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
m
1 2
n
m0
t
m
1 2
T
m0
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后
剩余的粒子数为：
N
1 2
n
N0
1 2
t
T
N0
[判断辨析]
(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．( ) √
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往蕴藏 在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这 时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，因 此，γ射线经常是伴随α射线和 β射线产生的，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三种射线。
5.2-1放射性元素的衰变
第五章 原子核
问题导入
在古代无论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”
之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，
这些炼金术的愿望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另
一种元素的过程吗？
通过上一节课的学习我们知道，在天然放射现象中原子核会放出
α 粒子(
)或 β 粒子 (
) ，这样由于核电荷数变了，它在元素
为半衰期 ，t为经过的时间，n为半衰期个数。
注意：(1)元素的半衰期由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素
所处的物理状态（如温度、压强）、化学状态（如单质、化合物）无关 。
(2)不同元素半衰期不同。
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
9
铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5 10年
所需的时间。
衰
变
未衰变
2、规律：
或
（1） m 为剩余的质量， m0 原来的质量；
为半衰期 ，t为经过的时间，n为半衰期个数。
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余
半衰期是指放射性元素的原子核
的粒子数为：
有半数发生衰变所需的时间
而不是样本质量减少一半的时间
新元素还留存在样本中
（2）N 为剩余的原子数， N0 为原子数；
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。
质量数守恒
电荷数守恒
4、衰变的本质：
（1）α衰变：核内2个质子和2个中子作为整体被抛出；
新核比原核质量数少4，质子数少2，
在周期表中位置向前移两位。
4
ɑ粒子 2
问题导入
在古代无论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”
之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，
这些炼金术的愿望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另
一种元素的过程吗？
通过上一节课的学习我们知道，在天然放射现象中原子核会放出
α 粒子(
)或 β 粒子 (
) ，这样由于核电荷数变了，它在元素
为半衰期 ，t为经过的时间，n为半衰期个数。
注意：(1)元素的半衰期由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素
所处的物理状态（如温度、压强）、化学状态（如单质、化合物）无关 。
(2)不同元素半衰期不同。
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
9
铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5 10年
所需的时间。
衰
变
未衰变
2、规律：
或
（1） m 为剩余的质量， m0 原来的质量；
为半衰期 ，t为经过的时间，n为半衰期个数。
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余
半衰期是指放射性元素的原子核
的粒子数为：
有半数发生衰变所需的时间
而不是样本质量减少一半的时间
新元素还留存在样本中
（2）N 为剩余的原子数， N0 为原子数；
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。
质量数守恒
电荷数守恒
4、衰变的本质：
（1）α衰变：核内2个质子和2个中子作为整体被抛出；
新核比原核质量数少4，质子数少2，
在周期表中位置向前移两位。
4
ɑ粒子 2
放射性元素的衰变课件
(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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(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
206 82
Pb
较
238 92
U
质子数少
10,中子数少
22。
(3)核反应方程为
238 92
U→82206
Pb+824
He+6-01
e。
答案:(1)8 6 (2)10 22 (3)92238 U→82206 Pb+824He+6-01e
������
)������,
得(8-6)
g=8×(12
������
)������
g,
������������=2,
即放射性元素从 8 g 变为 6 g 余下 2 g 时需要 2 个半衰期。
因为 t=6 天,所以 τ=2������=3 天,即半衰期是 3 天,而余下的 2 g 衰变 1 g 需 1
个半衰期 τ=3 天。
探究一
探究二
探究一对原子核衰变的正确理解
问题导引
放射性元素能自发地发出 α、β、γ 三种射线,这些射线是从哪儿来的呢?
提示原子核。
名师精讲
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:������������X→������������--24Y+24He; (2)β 衰变:������������X→������+������1Y+-01e。
答案:3 天
探究一
探究二
反思
分析有关放射性元素的衰变数量和时间问题时,正确理解半衰期的概 念,灵活运用有关公式进行分析和计算是解决问题的关键。
Th→
234 91
Pa+
0
-1e
γ 射线:伴随 α 衰变和 β 衰变产生
电荷数、质量数 守恒
12
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)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)半衰期的应用: 利用半衰期非常稳定这一特点,可以通过测量其衰变程度来推断时间。
探究一
探究二
反思
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。
探究一
探究二
探究二对半衰期的理解 问题导引
北京饭店在施工时当挖至地面以下 13 米深处时,发现有两棵直径达 1 米的榆树倒卧在河流沙砾层中,用碳 14 测定该树距今约为 29 285±1 350 年。 据此数据,建工部门决定停止再向下挖,而使用该层作地基,节约了大量资金、 人力和物力。你知道是用什么方法测定这两棵树的年代的吗?
点拨:可依据衰变过程中质量数和电荷数守恒求解衰变次数,再根据 α
衰变、β 衰变的实质推算质子数、中子数的变化。
探究一
探究二
解析:(1)设
238 92
U
衰变为
206 82
Pb
经过
x
次
α
衰变和
y
次
β
衰变。由质量
数和电荷数守恒可得
238=206+4x
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。
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。
探究一
探究二
4.确定原子核衰变次数的方法与技� ������
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
������ ������
X→������������''
Y+n
4 2
He+������-1
0
e
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A=A'+4n,Z=Z'+2n-m。
探究一
探究二
例题 2
某放射性元素原为 8 g,经 6 天时间已有 6 g 发生了衰变,此后它再衰变
1 g,还需要几天?
解析:8 g 放射性元素已衰变了 6 g,还有 2 g 没有衰变,现在要求在 2 g
的基础上再衰变 1 g,即再衰变一半,故找出元素衰变的半衰期就可得结论。
由半衰期公式
m=m0(12
发生衰变的原子数和质量,t 表示衰变时间,τ 表示半衰期。
3.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,对于一个特定的原子核,无法确定其何时发生衰变,但可以确定各个时刻
发生衰变的概率,即某时衰变的可能性,因此,半衰期只适用于大量的原子核。
警示元素的半衰期反映的是原子核内部的性质,与原子核所处 的化学状态和外部条件无关:一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式 存在还是以化合物形式存在无关;对它加压或增温也不会改变元素的半衰 期。
警示 α 衰变、β 衰变中的电子是从原子核中放出的,并不是从原 子核外面的电子放出的。
探究一
探究二
例题 1
238 92
U
经一系列的衰变后变为
206 82
Pb。
(1)求一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变?
(2)82206
Pb
与
238 92
U
相比,求质子数和中子数各少多少?
(3)写出这一衰变过程的方程。
探究一
探究二
3.α 衰变和 β 衰变的实质
(1)α 衰变:原子核中的两个质子和两个中子结合在一起发射出来的, 即:210 n+211 H→24 He;
(2)β 衰变:原子核内的一个中子衰变成一个质子,同时放出一个电子,即 :10 n→11 H+-01 e。
(3)γ 辐射:
①α 衰变或 β 衰变后产生的新核往往处于高能级,不稳定,要向低能级
放射性元素的衰变
12
1.原子核的衰变 (1)衰变:原子核放出 α 粒子或 β 粒子,变成另一种原子核,这种变化称 为原子核的衰变。 (2)衰变的种类和规律:
种类
方程
规律
原子核的 衰变
α 衰变:放出 α 粒子 的衰变
例如
:92238
U→
234
90 Th+
4
2He
β 衰变:放出 β 粒子 的衰变
例如
:92034
C 测年技术。
探究一
探究二
名师精讲
1.对半衰期的理解:半衰期表示放射性元素衰变的快慢,同一放射性元
素半衰期相同,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
������
)������,m
余=m0(12
������
)������
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
以上两式联立解得 n=������4-������',m=������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。 (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 衰变的次数的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。