33放射性衰变【51页】
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3 . 情感态度与价值观
✓ 了解放射性的发现史，感受前辈科学家不 惜努力的献身精神和人格魅力。
教学重难点
了解α衰变＆β衰变的规律。
本节导航
1、放射性衰变 2、放射性的应用 3、放射性的应用和保护
1、放射性衰变
天然放射现象
1896年法国物理学家贝克勒耳在 实验室中无意把磷光物质放在包有黑 纸的照相底片上，发现底片感光，从 而发现发射性元素。
3.γ射线——高能光子流, 电离作用弱,穿透本领最 强.一般伴随αβ射线作为 能量释放而放射出来.
二、三种射线的本质及特性：
射线种类
α射线
β射线
γ射线
组成 电荷
4 2
He
2e
0 1
e
-1e
光子 0
质量数 速率 贯穿本领
4u 1 c 最弱 10
接近c 较弱
0
光速c 最强 ≈0
电离本领 最强
较弱
最弱
α射线是高速α粒子流（氦核流） β射线是高速电子流 γ射线是高能光子流，是波长很短的电磁波
半衰期
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。
注意
1、放射性元素衰变的快慢是由原子核本身决 定的，不论是以单质的形式还是以化合物的 形式存在。
2、放射性元素的衰变规律是统计规律，半衰 期只对大量原子核衰变有关，对少数原子核 没有意义。
3、不同元素的半衰期是不同的。
?
U 238
92
23940Th
24He
23900Th ? 23900Th28286Ra 24He
衰变:
A Z
X
YA
Z 1
10e
23940Th29314Pa 10e
U 239
92
?
U 239
92
29339Np
10e
24 11
Na
?
24 11
Na1224Mg
10e
注意
1、 放射性元素衰变不可能有单独 的γ衰变！ 2、衰变后元素的化学性质发生了 变化，即：生成了新的原子核！
放射性元素
居里和居里夫人在贝可勒耳 的建议下，对铀和铀的各种矿石进 行了深入研究，又发现了发射性更 强的新元素。其中一种，为了纪念 她的祖国波兰而命名为钋（Po)， 另一种命名为镭（Ra）。
温故知新
1、原子核能自发地放射出看不见的射线，这种现象称 为天然放射现象。 2、具有放射性的元素叫放射性元素。
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
注意
1、放射性同位素与放放射性元素一样，都有一 定的半衰期，衰变规律一样。
2、放射性同位素衰变可生成另一种新元素。
3、可以用人工的方法得到放射性同位素。
4、放射性同位素跟同种元素的非放射性同位 素具有相同的化学性质。
拓展
目前天然存在的放射性元素不超过40余种， 而今天人工制造的放射性同位素以达到1000余 种，基本上每种元素都有了同位素，这位放射 性的应用创造了条件。人工放射性同位素有许 多优点：1放射强度容易控制，可以按需制成各 种化合物，各种形状，特别是它的半衰期比天 然放射性的短得多，因此其放射性废料易处理。
r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子，
U 238
92
24He
29304Th
这个原子核的原子序数是92
教材习题答案
1. 解： 正确答案是D。因为经过n个半衰期后，所剩 未衰变物质为原来的（1/2）的n次方，由题意可得， 九天后还剩1/4未衰变，因此n=2,即经过了两个半衰 期。所以半衰期是4.5天。A错（略）；B错，因为 半衰期只决定于原子核的种类，与温度、质量等外 界因素无关;C错，因为半衰期是统计规律，对于少 数的粒子不成立。
放射性同位素的应用
放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许 多方面得到了广泛的应用．其应用是沿着利用它的射线 和作为示踪原子两个方向展开的．
放
射
性
射线应用
的
应
用
探伤仪 培育新种 保存食物
消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤
农作物检测
示踪原子
诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究
棉花育种
解析：根据半衰期由原子核内部因素决定， 而跟其他物理状态和化学状态无关，所以 X2O、XF、X的半衰期相同，均为8天。正 确的答案为选项C。
2、关于放射性同位素的说法正确的是（ B ）
A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素， 是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好
B.输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性 同位素探测其射线，确定漏油位置
新课导入
一些常用的放射性物质
放射性衰变是什么？ 让我们通过这节课来 学习一下有关的知识 吧！！
第三章 核能
3.放射性衰变
教学目标
1. 知识与能力
✓ 了解α衰变核β衰变的规律。 ✓ 了解半衰期的概念及放射性的应用。
2 . 过程与方法
✓ 利用电场和磁场的作用来了解射线的性质。 ✓ 通过学到的有关射线的性质，理解放射性 的应用。
2.（09·浙江）氮原子核由两个质子与两个中 子组成，这两个质子之间存在着万有引力、 库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺 序是（ D ） A．核力、万有引力、库伦力 B．万有引力、库伦力、核力 C．库伦力、核力、万有引力 D．核力、库伦力、万有引力
解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子 核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用 时万有引力可以忽略。
放射性元素的衰变
1. 原子核的衰变
2. 衰变原则：质量数相同，电荷数相同。
（1）衰变：放出粒子
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
（2） 衰变：放出粒子
A Z
X
Z
A1Y
10e
（3） 衰变： 总是伴随射线或射线产生
衰变:
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
226 88
Ra
28262Rn
24He
U 238
92
放射性同位素造影术
食品保鲜
粮食保存
放射线测厚仪
“放疗”治 疗
棉花育种
放射性同位素造影术
食品保鲜
粮食保存
放射线测厚仪
“放疗”治 疗
拓展
作为示踪原子：利用同一种元素的化学 性质与其放射性同位素的化学性质完全相同， 可以用放射性同位素代替非放射性同位素制 成各种化合物，这种化合物的化学性质不发 生变化，但它却带上了“放射性标记”，用 放射性探测仪就可以探测出来，这种用途的 放射性同位素叫做“示踪原子”
列a衰变和b衰变之后，变为
(铅)，下列论
断中正确的是（ BD ）
A.铅核比钍核少24个中子
B.铅核比钍核少8个质子
C.衰变过程中共有4次a衰变和8次b衰变
D.衰变过程中共有6次a衰变和4次b衰变
解析：钍核中质子数为90，中子数为232－ 90=142，而铅核中质子数为82，中子数为208－ 82=126，故铅核比钍核少8个质子，16个中子。故 B选项正确，A选顶不正确。由于铅的质量数为 208，而钍的质量数为232，说明衰变中减少了24 个核子，只有a衰变才能使质量数改变，每次减少 4个核子，故这是6次a衰变的结果，但6次a衰变质 子数应减少12，而实际减少了8个，说明有4个中 子在核反应中转化为质子，由于每次b衰变中有一 个中子转化为质子，故这过程中有4次b衰变，才 能使钍核中质子数减少8，中子数减少16。故D选 项正确，C选项错误。所以正确选项为B、D。
解析：放射性同位素的示踪方法的利用
4、原子核是由中子和质子组成，放射性元素 衰变时，放出的负电子和正电子是哪里来的？
放射性元素衰变时，原子核内部的质子和中 子发生了变化，当中子转化为质子时，放出了电 子；当质子转化为中子时，放出了正电子。
5、下列关于放射线的说法中不正确的是 （D）
A、放射线可以用来进行工业探伤． B、放射线可以使细胞发生变异． C、放射同位素可以用来做示踪原子 D、放射线对人体无害．
解析：放射性同位素性质的理解
7．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确 的是（ D） A．利用γ射线使空气电离，把净电荷泄去 B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增 加 C．利用α射线来治疗肺癌、食道癌 D．利用γ射线可对金属内部进行探伤
解析：Γ射线的穿透力最强
高考链接
1.（1998年高考题）天然放射性元素 (钍)经过一系
解析：放射性射线的性质的理解，注意， 放射性射线是读人体有害的。
6．关于放射性同位素的说法，正确的是 （C ） A．放射性同位素的原子核跟这种元素其他 同位素的原子核有相同的中子数 B．放射性同位素代替非放射性的同位素制 成的化合物，化学性质要发生改变 C．人造放射性同位素的半衰期比天然放射 性元素的半衰期要短得多 D．人造放射性同位素放射后的废料处理比 天然放射性元素的废料处理困难
3、如图，在匀强磁场中的A点，有一个 静止的原子核，当它发生哪一种衰变时， 射出的粒子以及新核的轨道才作如图的 圆周运动，并确定它们环绕的方向，若 两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元 素原子核的原子序数是多少？
bA
a
解：由动量守恒定律 MV—mv = 0 , 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。 由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。
2.解：
正确答案是BCD,医院进行放射治疗， 利用的是钴60产生的γ射线，射线育种也 是利用γ射线。而X射线不是产生于原子 α衰变
动画：β衰变
动画：γ射线
动画： γ衰变
2、放射性的应用
1932年，居里夫妇用α粒子轰 击铍，铝，硼等元素，发现了前所 未有的穿透性强的辐射，后来被确 定为中子流。
27 13
Al
24He
1350P
01n
30 15
P1340Si
10e
1934年，查德威克在用α粒子轰击铍，铝， 硼等元素，除了测到中子流外，还探测到了正 电子。
3、放射性污染和防护
过量的放射性会对环境造成污染，对人类 和自然界产生破坏作用。
20世纪人们在 毫无防备的情况下 研究放射性。
遭原子弹炸后的广岛
为了防止有害的放射线对人类和自然的破
坏，人们采取了有效的防范措施：
辐射源的存放
检测辐射装置
铀
全 身 污 染 检 测 仪
辐射检测系统
核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防 止放射线的外泄：
3、居里夫人在实验室中，从沥青铀矿的放射现象中 发现钋和镭。 4、原子序数大于83的所有天然存在元素都具有放射 性，83以下的元素中有的也具有天然放射性。
射线的性质
1.α射线——是高速氦核 24H流e 。由二个质子和二个中子组 成，电离性强，穿透本领小.
－
2.β射线——高速电子流. 电离作用弱，穿透本领较强.
课堂小结
1. 三种衰变形式：
衰变：放出粒子 衰变：放出粒子 衰变：总是伴随射线或射线产生
2. 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。
课堂练习
1、新发现的一种放射性元素X，它的氧化 物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下 反应：2X2O+F2=4XF+O2，XF的半衰期为： （ ）C A. 2天 B. 4天 C. 8天 D. 16天
C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只 是较少，经济上不合算
D.放射性元素被植物吸收，其放射性能将发生改变
解析：利用了同位素的示踪法
3、关于放射性同位素的应用，下列说法正确的 是（D ） A.利用γ射线使空气电离，把静电荷除去 B.利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加 C.利用α射线来治疗肺癌、食道癌等 D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化 学性质相同，作为示踪原子
✓ 了解放射性的发现史，感受前辈科学家不 惜努力的献身精神和人格魅力。
教学重难点
了解α衰变＆β衰变的规律。
本节导航
1、放射性衰变 2、放射性的应用 3、放射性的应用和保护
1、放射性衰变
天然放射现象
1896年法国物理学家贝克勒耳在 实验室中无意把磷光物质放在包有黑 纸的照相底片上，发现底片感光，从 而发现发射性元素。
3.γ射线——高能光子流, 电离作用弱,穿透本领最 强.一般伴随αβ射线作为 能量释放而放射出来.
二、三种射线的本质及特性：
射线种类
α射线
β射线
γ射线
组成 电荷
4 2
He
2e
0 1
e
-1e
光子 0
质量数 速率 贯穿本领
4u 1 c 最弱 10
接近c 较弱
0
光速c 最强 ≈0
电离本领 最强
较弱
最弱
α射线是高速α粒子流（氦核流） β射线是高速电子流 γ射线是高能光子流，是波长很短的电磁波
半衰期
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。
注意
1、放射性元素衰变的快慢是由原子核本身决 定的，不论是以单质的形式还是以化合物的 形式存在。
2、放射性元素的衰变规律是统计规律，半衰 期只对大量原子核衰变有关，对少数原子核 没有意义。
3、不同元素的半衰期是不同的。
?
U 238
92
23940Th
24He
23900Th ? 23900Th28286Ra 24He
衰变:
A Z
X
YA
Z 1
10e
23940Th29314Pa 10e
U 239
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U 239
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29339Np
10e
24 11
Na
?
24 11
Na1224Mg
10e
注意
1、 放射性元素衰变不可能有单独 的γ衰变！ 2、衰变后元素的化学性质发生了 变化，即：生成了新的原子核！
放射性元素
居里和居里夫人在贝可勒耳 的建议下，对铀和铀的各种矿石进 行了深入研究，又发现了发射性更 强的新元素。其中一种，为了纪念 她的祖国波兰而命名为钋（Po)， 另一种命名为镭（Ra）。
温故知新
1、原子核能自发地放射出看不见的射线，这种现象称 为天然放射现象。 2、具有放射性的元素叫放射性元素。
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
注意
1、放射性同位素与放放射性元素一样，都有一 定的半衰期，衰变规律一样。
2、放射性同位素衰变可生成另一种新元素。
3、可以用人工的方法得到放射性同位素。
4、放射性同位素跟同种元素的非放射性同位 素具有相同的化学性质。
拓展
目前天然存在的放射性元素不超过40余种， 而今天人工制造的放射性同位素以达到1000余 种，基本上每种元素都有了同位素，这位放射 性的应用创造了条件。人工放射性同位素有许 多优点：1放射强度容易控制，可以按需制成各 种化合物，各种形状，特别是它的半衰期比天 然放射性的短得多，因此其放射性废料易处理。
r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子，
U 238
92
24He
29304Th
这个原子核的原子序数是92
教材习题答案
1. 解： 正确答案是D。因为经过n个半衰期后，所剩 未衰变物质为原来的（1/2）的n次方，由题意可得， 九天后还剩1/4未衰变，因此n=2,即经过了两个半衰 期。所以半衰期是4.5天。A错（略）；B错，因为 半衰期只决定于原子核的种类，与温度、质量等外 界因素无关;C错，因为半衰期是统计规律，对于少 数的粒子不成立。
放射性同位素的应用
放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许 多方面得到了广泛的应用．其应用是沿着利用它的射线 和作为示踪原子两个方向展开的．
放
射
性
射线应用
的
应
用
探伤仪 培育新种 保存食物
消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤
农作物检测
示踪原子
诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究
棉花育种
解析：根据半衰期由原子核内部因素决定， 而跟其他物理状态和化学状态无关，所以 X2O、XF、X的半衰期相同，均为8天。正 确的答案为选项C。
2、关于放射性同位素的说法正确的是（ B ）
A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素， 是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好
B.输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性 同位素探测其射线，确定漏油位置
新课导入
一些常用的放射性物质
放射性衰变是什么？ 让我们通过这节课来 学习一下有关的知识 吧！！
第三章 核能
3.放射性衰变
教学目标
1. 知识与能力
✓ 了解α衰变核β衰变的规律。 ✓ 了解半衰期的概念及放射性的应用。
2 . 过程与方法
✓ 利用电场和磁场的作用来了解射线的性质。 ✓ 通过学到的有关射线的性质，理解放射性 的应用。
2.（09·浙江）氮原子核由两个质子与两个中 子组成，这两个质子之间存在着万有引力、 库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺 序是（ D ） A．核力、万有引力、库伦力 B．万有引力、库伦力、核力 C．库伦力、核力、万有引力 D．核力、库伦力、万有引力
解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子 核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用 时万有引力可以忽略。
放射性元素的衰变
1. 原子核的衰变
2. 衰变原则：质量数相同，电荷数相同。
（1）衰变：放出粒子
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
（2） 衰变：放出粒子
A Z
X
Z
A1Y
10e
（3） 衰变： 总是伴随射线或射线产生
衰变:
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
226 88
Ra
28262Rn
24He
U 238
92
放射性同位素造影术
食品保鲜
粮食保存
放射线测厚仪
“放疗”治 疗
棉花育种
放射性同位素造影术
食品保鲜
粮食保存
放射线测厚仪
“放疗”治 疗
拓展
作为示踪原子：利用同一种元素的化学 性质与其放射性同位素的化学性质完全相同， 可以用放射性同位素代替非放射性同位素制 成各种化合物，这种化合物的化学性质不发 生变化，但它却带上了“放射性标记”，用 放射性探测仪就可以探测出来，这种用途的 放射性同位素叫做“示踪原子”
列a衰变和b衰变之后，变为
(铅)，下列论
断中正确的是（ BD ）
A.铅核比钍核少24个中子
B.铅核比钍核少8个质子
C.衰变过程中共有4次a衰变和8次b衰变
D.衰变过程中共有6次a衰变和4次b衰变
解析：钍核中质子数为90，中子数为232－ 90=142，而铅核中质子数为82，中子数为208－ 82=126，故铅核比钍核少8个质子，16个中子。故 B选项正确，A选顶不正确。由于铅的质量数为 208，而钍的质量数为232，说明衰变中减少了24 个核子，只有a衰变才能使质量数改变，每次减少 4个核子，故这是6次a衰变的结果，但6次a衰变质 子数应减少12，而实际减少了8个，说明有4个中 子在核反应中转化为质子，由于每次b衰变中有一 个中子转化为质子，故这过程中有4次b衰变，才 能使钍核中质子数减少8，中子数减少16。故D选 项正确，C选项错误。所以正确选项为B、D。
解析：放射性同位素的示踪方法的利用
4、原子核是由中子和质子组成，放射性元素 衰变时，放出的负电子和正电子是哪里来的？
放射性元素衰变时，原子核内部的质子和中 子发生了变化，当中子转化为质子时，放出了电 子；当质子转化为中子时，放出了正电子。
5、下列关于放射线的说法中不正确的是 （D）
A、放射线可以用来进行工业探伤． B、放射线可以使细胞发生变异． C、放射同位素可以用来做示踪原子 D、放射线对人体无害．
解析：放射性同位素性质的理解
7．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确 的是（ D） A．利用γ射线使空气电离，把净电荷泄去 B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增 加 C．利用α射线来治疗肺癌、食道癌 D．利用γ射线可对金属内部进行探伤
解析：Γ射线的穿透力最强
高考链接
1.（1998年高考题）天然放射性元素 (钍)经过一系
解析：放射性射线的性质的理解，注意， 放射性射线是读人体有害的。
6．关于放射性同位素的说法，正确的是 （C ） A．放射性同位素的原子核跟这种元素其他 同位素的原子核有相同的中子数 B．放射性同位素代替非放射性的同位素制 成的化合物，化学性质要发生改变 C．人造放射性同位素的半衰期比天然放射 性元素的半衰期要短得多 D．人造放射性同位素放射后的废料处理比 天然放射性元素的废料处理困难
3、如图，在匀强磁场中的A点，有一个 静止的原子核，当它发生哪一种衰变时， 射出的粒子以及新核的轨道才作如图的 圆周运动，并确定它们环绕的方向，若 两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元 素原子核的原子序数是多少？
bA
a
解：由动量守恒定律 MV—mv = 0 , 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。 由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。
2.解：
正确答案是BCD,医院进行放射治疗， 利用的是钴60产生的γ射线，射线育种也 是利用γ射线。而X射线不是产生于原子 α衰变
动画：β衰变
动画：γ射线
动画： γ衰变
2、放射性的应用
1932年，居里夫妇用α粒子轰 击铍，铝，硼等元素，发现了前所 未有的穿透性强的辐射，后来被确 定为中子流。
27 13
Al
24He
1350P
01n
30 15
P1340Si
10e
1934年，查德威克在用α粒子轰击铍，铝， 硼等元素，除了测到中子流外，还探测到了正 电子。
3、放射性污染和防护
过量的放射性会对环境造成污染，对人类 和自然界产生破坏作用。
20世纪人们在 毫无防备的情况下 研究放射性。
遭原子弹炸后的广岛
为了防止有害的放射线对人类和自然的破
坏，人们采取了有效的防范措施：
辐射源的存放
检测辐射装置
铀
全 身 污 染 检 测 仪
辐射检测系统
核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防 止放射线的外泄：
3、居里夫人在实验室中，从沥青铀矿的放射现象中 发现钋和镭。 4、原子序数大于83的所有天然存在元素都具有放射 性，83以下的元素中有的也具有天然放射性。
射线的性质
1.α射线——是高速氦核 24H流e 。由二个质子和二个中子组 成，电离性强，穿透本领小.
－
2.β射线——高速电子流. 电离作用弱，穿透本领较强.
课堂小结
1. 三种衰变形式：
衰变：放出粒子 衰变：放出粒子 衰变：总是伴随射线或射线产生
2. 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。
课堂练习
1、新发现的一种放射性元素X，它的氧化 物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下 反应：2X2O+F2=4XF+O2，XF的半衰期为： （ ）C A. 2天 B. 4天 C. 8天 D. 16天
C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只 是较少，经济上不合算
D.放射性元素被植物吸收，其放射性能将发生改变
解析：利用了同位素的示踪法
3、关于放射性同位素的应用，下列说法正确的 是（D ） A.利用γ射线使空气电离，把静电荷除去 B.利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加 C.利用α射线来治疗肺癌、食道癌等 D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化 学性质相同，作为示踪原子