天然放射现象

Bi

210 84
Po

0 1
e
23892U衰变为22286Rn共发生了 4 和 2 次β衰变
次α衰变
α衰变、β衰变表示了原子核是可以变化的．每一种 元素的衰变快慢一样吗?衰变快慢有什么规律?如何 描述这一变化规律?
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 ,叫放射性元素的半衰期。用符号τ表示
原子核的衰变
元素自发地放出射线后，原子核由于放出某种粒 子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变 放出α粒子的称为α衰变， 放出β粒子的称为β衰变．
1、放射性元素的原子核在放出α或β射线后，其自 身发生什么样的变化？ 2、什么叫原子核的衰变？原子核的衰变有哪几种 情况？原子核衰变过程遵循什么规律？ 3、原子核在放出γ射线的过程中是否会发生衰变？ 为什么？
13．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原 子的[ BD ]
A．γ射线探伤仪 B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输 油管的漏油情况
C．利用钴60治疗肿瘤等疾病 D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用 检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转
移和分布情况，找出合理施肥的规律。
放大了1000倍的铀矿石
三种射线
⑴放射性物质放出的射线有三种： α射线、 β射线、 γ射线．
如何判断是何种射线? 天然放射线的分离及其鉴别 法一：利用磁场 法二：利用电场
射线的偏转实验
卢瑟福及其同事对天然放射性元素作了详细研究， 他们将放射线引入电场（或磁场）根据偏转情况， 确定射线的组成。实验装置如图。 在电场的作用下射线分成三束：带正电的为α射线， 带负电的为β射线，不带电的为γ射线。
例如，要推断一块古木的年代，可以先把古木加 温，制取1g碳的样品，再用粒子计数器进行测 量．如果测得样品每分钟衰变的次数正好是现代 植物所制样品的一半，表明这块古木经过了14C的 一个半衰期，即5730年．如果测得每分钟衰变的 次数是其他值，也可以根据半衰期计算出古木的 年代．
我国考古工作者用放射性同位素鉴年法对马 王堆一号汉墓外椁盖板杉木进行测量，结果表明 该墓距今2130±95年．通过历史文献考证，该古 墓的年代为西汉早期，约在2100年前，两者符合 得很好．
法国科学家贝克勒尔自1895年起一直研究由硫化物 和含铀的化合物产生的磷光现象，1896年2月，26日、 27日两天，因阴雨无法进行实验，他把用黑纸包住 的照相底片连同它上面的磷光物质一起放进抽屉 里．3月1日细心的贝克勒尔想抽查一下照相底片是 否会因黑纸漏光而曝光．照相底片冲洗出来后，他 大吃一惊，底片受到很强的辐射而变得很黑了，这 显然不是漏光和磷光形成的．第二天他向法国科学 院报告了他所发现的新的“不可见的辐射”．这种 辐射可以穿透黑纸而使底片感光，这就是后来提出 的物质的放射性．在贝克勒耳工作的启发下,居里夫 妇发现放射性更强的元素镭和钋。1903年，居里夫 妇和贝克勒耳同获诺贝尔奖金。
写出铜66、磷32、铋(Bi)210的一次β衰 变方程
1、28286 Ra

222 86
Rn

4 2
He
2、210 84
Po

206 82
Pt

4 2
He
3、222 86
Rn

218 84
Po

4 2
He
1、2696Cu

66 30
Zn

0 1
e
2、32 15
P

S 32
16

0 1
e
3、210 83
利用 磁场 鉴定
×
α×
× ×
× × × ×
××γ
× ×
× × ××
× × × ×β
××× ×
利用 电场 鉴定
三
种
射
线
的
本
质
电场
磁场
三种射线的本质和特性比较
射线种类 组成
速度 贯穿本领
电离作用
射线
射线
射线
粒子是 约 1 C
氦原子核
4 2
He
10
粒子是高
速电子流10e
波长很 短的电磁波
放射性的特点、本质、意义
1、特点：放射性与元素存在的状态无关， 元素的放射性与它以单质或化合物的形式存
在无关，且天然放射现象不受任何物理变化、 化学变化的影响， 2、本质：元素的放射是稳定的，是由元素的 原子核决定的，射线是从元素的原子核中放出 的。 3、意义：放射现象说明了原子核是具有结构 的．
放射性元素的半衰期是对大量原子进行观察的 统计规律，是个概率的问题，对于个别原子是 无意义的。不能确定哪个将要发生衰变。
考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位 素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做 放射性同位素鉴年法．
自然界中的碳主要是12C，也有少量14C，它是 高层大气中的原子核在太阳射来的高能粒子流的 作用下产生的．14C是具有放射性的碳同位素，能 够自发地进行β衰变，变成氮，半衰期为5730 年．14C原子不断产生又不断衰变，达到动态平衡， 它在大气中的含量是稳定的，大约在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 与环境交换碳元素，体内14C的比例与大气中的相 同．植物枯死后，遗体内的14C仍在进行衰变，不 断减少，但是不再得到补充．因此，根据放射性 强度减小的情况就可以算出植物死亡的时间．
课堂 小结
一 天然放射现象
1、定义：某些物质自发的放射出看不见的射线的现象。
α 射线：氦核，电离本领强，穿透本领弱 2、3种射线的性质及其比较 β 射线：电子，电离本领较强，穿透本领较强
γ 射线：光子，电离本领弱，穿透本领强 3、本质 ：是原子核的性质，而不是原子的性质。 二原子核的衰变
1、定义：某种元素原子核自发的放射出射线粒子后，转变为新核的现象。
1、两种衰变：α衰变、β衰变
例：α衰变：
U 238
92
23940Th

24He
β衰变：
23940Th29314Pa 10e
2、衰变规律：电荷数、质量数(注意与质量守恒定 律”的区别)、能量和动量都守恒Βιβλιοθήκη α衰变规律：M Z
X

M Z
Y 4
2

24He
β衰变规律：
M Z
X

Y M
Z 1

10e
2．β衰变中所放出的电子，来自[ C] A．原子核外内层电子 B．原子核内所含电子 C．原子核内中子衰变为质子放出的电子 D．原子核内质子衰变为中子放出的电子
3．科学家常用中子轰击原子核，这是因为中子[ D ] A．质量较小 B．质量较大 C．能量较大 D．显电中性
4．关于γ射线的说法中，错误的是[ BC] A．γ射线是处于激发状态的原子核放射的 B．γ射线是从原子内层电子放射出来的 C．γ射线是一种不带电的中子流 D．γ射线是一种不带电的光子流
6．A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强 磁场，磁场方向如图1所示，其中一个放出α粒子， 另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方 向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子，β粒子以 及两个剩余核的运动轨迹[ ] C
A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 B．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹 C．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹
1人们认识原子核的复杂结构和它的变化规 律就是从发现天然放射现象开始的，天然放射 就是原子核的一种变化．物质发射射线的性质 称为放射性．
2具有发射性的元素称为放射性元素．
3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82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．
2、衰变规律：m0:放射性元素的原有质量；m：经 过n个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，
则有
m


1 2
n
m0或
m m0
1 n 2
n余

n原
(
1 2
t
)
m余

m原
(
1 2
t
)
3、决定半衰期的因素： 由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有
关，跟元素所处的物理或化学状态无关。
2、衰变规律：电荷数，质量数，能量和动量都守恒。
α 衰变：
M Z
X

Y M 4
Z 2

4 2
He
β 衰变
M Z
X

Y M
Z 1

0 1
e
γ 辐射伴随α 衰变和β衰变，不引起原子核的衰变 。
三 半衰期
1、定义：放射性元素的原子核衰变掉一半所用的时间。 2、规律：m=(1/2)nm0
随堂巩固
1．天然放射现象显示出[ B ] A．原子不是单一的基本粒子 B．原子核不是单一的基本粒子 C．原子内部大部分是空的 D．原子有一定的能级
接近 C 等于 C
弱 一张很薄的 纸就能挡住
很强 能穿过几 毫米厚的铝板
最强 能穿过几 毫米厚的铅板
很强 较弱 很小
电离本领和贯穿本领之间的关系：
α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其他原 子的核外电子的能力，但以损失动能为代价 换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子， 贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核 外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能 力最弱而贯穿本领最强。
实质：
α衰变
21H 2 1n4He
1
0
2
β衰变
1n1H 0e
0
1
1
γ衰变 α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级，不 稳定，要向低能级跃迁．放出γ光子． γ射线是伴随着α射线和β射线产生的． 放射性物质发生衰变时，有的发生α衰，有的发生 β衰变，同时伴随γ射线．这时三种射线都有．
写出镭(Ra)226、钋(Po)210、氡(Ra)222 的一次α衰变方程