原子核衰变1 PPT
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放射性元素的衰变
238 92
U→ Th+ He
234 90
2．β衰变 (演示 ． 衰变 演示) 演示 放射性元素的原子核放出β粒子的衰变叫 放射性元素的原子核放出 粒子的衰变叫β 粒子的衰变叫 衰变，其规律为： 衰变，其规律为：
M Z
X→ Y + e
M Z+1 0 −1
234 91 0 −1
衰变后的新核质量不变，正电荷数比原来加 衰变后的新核质量不变， 1，它在元素周期表内的位置向后移一位。 ，它在元素周期表内的位置向后移一位。 如：
1∶3 ∶
mRn 222×1 37 = = mPo 218× 3 109
5．完成下列衰变方程，并注意它属于何种 ．完成下列衰变方程， 反应： 反应： (1) (2) (3) → → → ＋ ＋ ＋ ，属于 ，属于 ；属于 衰变； 衰变； 衰变； 衰变； 衰变。 衰变。
二、半衰期 1．半衰期的概念： ．半衰期的概念： 放射性元素的原子核有半数发生了衰变需 要的时间T叫半衰期 叫半衰期。 要的时间 叫半衰期。设放射性物质的原有质 量为m 量为 o，则： 经过一个半衰期( 其剩余的质量为 其剩余的质量为： 经过一个半衰期 T )其剩余的质量为：
1 1 m0 = m0 n=1 2 2 又经过一个半衰期(T)其剩余质量为 其剩余质量为： 又经过一个半衰期 其剩余质量为：
234 90
Th→ Pa+ e
3．γ衰变 (演示 ． 衰变 演示 演示)
原子核的能量也跟原子的能量一样， 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值， 连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在 着能级，同样是能级越低越稳定。 着能级，同样是能级越低越稳定。 放射性的原子核在发生α衰变、 衰变时 衰变时， 放射性的原子核在发生 衰变、β衰变时，住往蕴 衰变 藏在核内的能量会释放出来， 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 这时它要向低能级跃迁，能量以 光子的形式辐射 出来，因此， 射线经常是伴随 射线经常是伴随α射线和 射线产生的 射线产生的， 出来，因此，γ射线经常是伴随 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 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生 衰 有的发生β衰变 同时就会伴随着γ辐射 这时， 衰变， 辐射。 变，有的发生 衰变，同时就会伴随着 辐射。这时， 放射性物质发出的射线中就会同时具有α、 和 三种射 放射性物质发出的射线中就会同时具有 、β和γ三种射 线。
U→ Th+ He
234 90
2．β衰变 (演示 ． 衰变 演示) 演示 放射性元素的原子核放出β粒子的衰变叫 放射性元素的原子核放出 粒子的衰变叫β 粒子的衰变叫 衰变，其规律为： 衰变，其规律为：
M Z
X→ Y + e
M Z+1 0 −1
234 91 0 −1
衰变后的新核质量不变，正电荷数比原来加 衰变后的新核质量不变， 1，它在元素周期表内的位置向后移一位。 ，它在元素周期表内的位置向后移一位。 如：
1∶3 ∶
mRn 222×1 37 = = mPo 218× 3 109
5．完成下列衰变方程，并注意它属于何种 ．完成下列衰变方程， 反应： 反应： (1) (2) (3) → → → ＋ ＋ ＋ ，属于 ，属于 ；属于 衰变； 衰变； 衰变； 衰变； 衰变。 衰变。
二、半衰期 1．半衰期的概念： ．半衰期的概念： 放射性元素的原子核有半数发生了衰变需 要的时间T叫半衰期 叫半衰期。 要的时间 叫半衰期。设放射性物质的原有质 量为m 量为 o，则： 经过一个半衰期( 其剩余的质量为 其剩余的质量为： 经过一个半衰期 T )其剩余的质量为：
1 1 m0 = m0 n=1 2 2 又经过一个半衰期(T)其剩余质量为 其剩余质量为： 又经过一个半衰期 其剩余质量为：
234 90
Th→ Pa+ e
3．γ衰变 (演示 ． 衰变 演示 演示)
原子核的能量也跟原子的能量一样， 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值， 连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在 着能级，同样是能级越低越稳定。 着能级，同样是能级越低越稳定。 放射性的原子核在发生α衰变、 衰变时 衰变时， 放射性的原子核在发生 衰变、β衰变时，住往蕴 衰变 藏在核内的能量会释放出来， 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 这时它要向低能级跃迁，能量以 光子的形式辐射 出来，因此， 射线经常是伴随 射线经常是伴随α射线和 射线产生的 射线产生的， 出来，因此，γ射线经常是伴随 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 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生 衰 有的发生β衰变 同时就会伴随着γ辐射 这时， 衰变， 辐射。 变，有的发生 衰变，同时就会伴随着 辐射。这时， 放射性物质发出的射线中就会同时具有α、 和 三种射 放射性物质发出的射线中就会同时具有 、β和γ三种射 线。
放射性元素的衰变 课件
放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
阅读教材“原子核的衰变”,理解衰变类型及其规律。
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
92
-1
22
归纳总结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。
对半衰期的理解及有关计算
问题导引
右图为氡衰变剩余质量与原有质量比值示意图。
纵坐标表示的是任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。
关键。
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
典例剖析
238
206
【例题 1】 92 U 核经一系列的衰变后变为 82 Pb 核,问:
(1)一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变?
(2)206
Pb
82
238
与 92 U 相比,质子数和中子数各少了多少?
(3)写出这一衰变过程的方程。
【思考问题】 原子核衰变时遵循什么规律?
3.写出半衰期公式
答案:N 余=N 原
1
2
,m 余=m 原
1
2
,其中 τ 为半衰期。
1.思考辨析。
(1)由原子核发生β衰变时放出的β粒子是电子,可知原子核内一定
存在着电子。 (
)
解析:原子核内并不含电子,但在一定条件下,一个中子可以转化
一、原子核的衰变
阅读教材“原子核的衰变”,理解衰变类型及其规律。
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
92
-1
22
归纳总结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。
对半衰期的理解及有关计算
问题导引
右图为氡衰变剩余质量与原有质量比值示意图。
纵坐标表示的是任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。
关键。
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
典例剖析
238
206
【例题 1】 92 U 核经一系列的衰变后变为 82 Pb 核,问:
(1)一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变?
(2)206
Pb
82
238
与 92 U 相比,质子数和中子数各少了多少?
(3)写出这一衰变过程的方程。
【思考问题】 原子核衰变时遵循什么规律?
3.写出半衰期公式
答案:N 余=N 原
1
2
,m 余=m 原
1
2
,其中 τ 为半衰期。
1.思考辨析。
(1)由原子核发生β衰变时放出的β粒子是电子,可知原子核内一定
存在着电子。 (
)
解析:原子核内并不含电子,但在一定条件下,一个中子可以转化
放射性元素的衰变 课件
【典例2】(2011·山东高考)碘131核不稳定，会发生β衰变， 其半衰期为8天. (1)碘131核的衰变方程：13153I→_________(衰变后的元素用X 表示). (2)经过_________天 75%的碘131核发生了衰变.
【思路点拨】根据质量数不变，电荷数守恒书写碘131的衰变 方程，根据剩余的碘131核的比例确定经历半衰期的个数. 【规范解答】(1)根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得 衰变方程：13153I→13154X+0-1e.(2)每经1个半衰期，有半数原 子核发生衰变，经2个半衰期将剩余1， 即有75%发生衰变，即
【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项 B C D
错误原因 将衰变次数误认为质量数 将衰变次数误认为质量数和电荷数之差 将衰变次数误认为放射性元素的核电荷数
4
经过的时间为16天. 答案:(1)13154X+0-1e (2)16
书写核反应方程应注意的三个方面 (1)放射性元素原子核的符号要书写正确,如23490Th,质量数在左 上角,电荷数在左下角. (2)两种衰变发出的粒子要牢记,α衰变为42He,β衰变为0-1e. (3)方程中间是箭头不是等号,方程两边总质量数、总电荷数相 同.
质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子.故选A.
【总结提升】放射性元素衰变的三大规律 (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.
半衰期的理解 【探究导引】 自然界中的碳主要是12C，也有少量的14C.14C具有放射性，能够 自发地进行β衰变，变成氮，半衰期为5 730年，14C的主要用 途是利用其衰变来进行年代测定.思考下列问题： (1)14C的衰变方程是怎样的？ (2)14C为什么能进行年代测定？
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．
原子核的衰变 PPT
原子核衰变
原子核放出α粒子或β粒 子，由于核电荷数变了，它 在周期表中的位置就变了， 变成另一种原子核。 1.定义：原子核放出 α粒子或 β粒子 转变为新核的变化叫做原子核的衰 变（decay）．
2.衰变遵循的 质原量则数：守恒，电荷 数守恒。
3.原子核衰变的 （分1）类:衰变:原子核放出粒子的衰变
例：29328U 经过一系列衰变和衰 变后，可以变成稳(28026P定b) 的元素铅 206 ，问这一过程衰变和 衰解变：次设数经？过x次衰变，y
次29328U衰变28026Pb x24He y10e
238＝206＋4x x＝8
92 = 82 + 2x - y
y＝6
练习：
钍232经过6次衰变和4次衰变 后变成一种稳定的元素，这种元 素是什么？它的质量数是多少？ 它的原子序数是多少？
23920T（h 钍）624He 410e28028p（b 铅）
叫做ZA X衰变．AZ42Y 24He
226 88
Ra（镭）28262Rn（氡）24He
U 238
92
?
29328U（铀）23940Th（钍）24He
23900Th ?
23900Th28286Ra(镭)24He
衰变理论
•α 衰变的基本理论
核中的2个中子、2个质子紧密结合在一 起形成α 粒子，因此α 衰变产生的α 粒子来自 原子核.α 粒子在核内受到核力(吸引力)和库仑 力(排斥力).
4
3.原子核衰变的 （分1）类:衰变:原子核放出粒子的衰变
叫做ZA X衰变．AZ42Y 24He
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变
叫做β衰ZA X变．ZA1Y 10e
23940Th 29314Pa（镭） 10e
原子核放出α粒子或β粒 子，由于核电荷数变了，它 在周期表中的位置就变了， 变成另一种原子核。 1.定义：原子核放出 α粒子或 β粒子 转变为新核的变化叫做原子核的衰 变（decay）．
2.衰变遵循的 质原量则数：守恒，电荷 数守恒。
3.原子核衰变的 （分1）类:衰变:原子核放出粒子的衰变
例：29328U 经过一系列衰变和衰 变后，可以变成稳(28026P定b) 的元素铅 206 ，问这一过程衰变和 衰解变：次设数经？过x次衰变，y
次29328U衰变28026Pb x24He y10e
238＝206＋4x x＝8
92 = 82 + 2x - y
y＝6
练习：
钍232经过6次衰变和4次衰变 后变成一种稳定的元素，这种元 素是什么？它的质量数是多少？ 它的原子序数是多少？
23920T（h 钍）624He 410e28028p（b 铅）
叫做ZA X衰变．AZ42Y 24He
226 88
Ra（镭）28262Rn（氡）24He
U 238
92
?
29328U（铀）23940Th（钍）24He
23900Th ?
23900Th28286Ra(镭)24He
衰变理论
•α 衰变的基本理论
核中的2个中子、2个质子紧密结合在一 起形成α 粒子，因此α 衰变产生的α 粒子来自 原子核.α 粒子在核内受到核力(吸引力)和库仑 力(排斥力).
4
3.原子核衰变的 （分1）类:衰变:原子核放出粒子的衰变
叫做ZA X衰变．AZ42Y 24He
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变
叫做β衰ZA X变．ZA1Y 10e
23940Th 29314Pa（镭） 10e
《原子核的衰变》课件
衰变规律
半衰期
定义
放射性核衰变一半所需的 时间。
特点
半衰期是放射性核的一个 重要特性，不受物理和化 学因素影响。
计算
利用半衰期可以计算放射 性核的衰变率。
指数衰减规律
定义
放射性核的活度随时间呈指数关 系减少。
公式
A = A0 * e^(-λt)，其中A是t时刻 的活度，A0是初始活度，λ是衰变 常数，t是时间。
放射性衰变的产物
α衰变产物
γ射线
α衰变过程中，原子核释放出一个α粒 子（氦原子核），转变为新的原子核 。
在某些衰变过程中，原子核会释放出 高能光子，即γ射线。这些射线可用 于医学、工业和科学研究等领域。
β衰变产物
β衰变过程中，原子核释放出一个电 子，转变为新的原子核。同时伴随有 反中微子的释放。
CHAPTER 03
《原子核的衰变》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 原子核衰变简介 • 放射性衰变 • 衰变规律 • 原子核衰变的实际应用 • 总结与展望
CHAPTER 01
原子核衰变简介
原子核衰变的定义
01
原子核衰变：原子核由于某种原 因自发地转变为另一种原子核的 过程。
02
衰变过程中，原子核释放出能量 ，通常以放射性衰变的形式释放 出射线，如α射线、β射线或γ射 线。
原子核衰变是核物理研究的重 要领域，对于深入理解原子核 结构和性质具有重要意义。
衰变过程中释放的能量和放射 性物质对于能源、医学、工业 等领域具有广泛应用价值。
原子核衰变研究有助于推动核 科学技术的进步，促进人类社 会的可持续发展。
未来研究的方向和挑战
探索新的衰变模式和现象，如超新星 爆发、中子星合并等极端环境下的核 衰变行为。
半衰期
定义
放射性核衰变一半所需的 时间。
特点
半衰期是放射性核的一个 重要特性，不受物理和化 学因素影响。
计算
利用半衰期可以计算放射 性核的衰变率。
指数衰减规律
定义
放射性核的活度随时间呈指数关 系减少。
公式
A = A0 * e^(-λt)，其中A是t时刻 的活度，A0是初始活度，λ是衰变 常数，t是时间。
放射性衰变的产物
α衰变产物
γ射线
α衰变过程中，原子核释放出一个α粒 子（氦原子核），转变为新的原子核 。
在某些衰变过程中，原子核会释放出 高能光子，即γ射线。这些射线可用 于医学、工业和科学研究等领域。
β衰变产物
β衰变过程中，原子核释放出一个电 子，转变为新的原子核。同时伴随有 反中微子的释放。
CHAPTER 03
《原子核的衰变》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 原子核衰变简介 • 放射性衰变 • 衰变规律 • 原子核衰变的实际应用 • 总结与展望
CHAPTER 01
原子核衰变简介
原子核衰变的定义
01
原子核衰变：原子核由于某种原 因自发地转变为另一种原子核的 过程。
02
衰变过程中，原子核释放出能量 ，通常以放射性衰变的形式释放 出射线，如α射线、β射线或γ射 线。
原子核衰变是核物理研究的重 要领域，对于深入理解原子核 结构和性质具有重要意义。
衰变过程中释放的能量和放射 性物质对于能源、医学、工业 等领域具有广泛应用价值。
原子核衰变研究有助于推动核 科学技术的进步，促进人类社 会的可持续发展。
未来研究的方向和挑战
探索新的衰变模式和现象，如超新星 爆发、中子星合并等极端环境下的核 衰变行为。
第三章 原子核的衰变
3 3 −
N→ C + e +νe 在轨道电子俘获过程中放出中微子，
3 3 + 7
Be + e → Li +νe
− k 7
22
中微子性质： 电荷为零； 静止质量几乎为零，质量上限不超过7.3eV； 自旋为1/2； 遵从费米统计； 磁矩非常小，上限不超过10−6µN 。 与物质的相互作用非常弱，属弱相互作用，作用 截面σ ~10−44cm2，通常物质的原子密度n ~1023/cm3。 平均自由程l为， 1 1 l= ≈ 23 cm =1021cm =1016 km −44 nσ 10 ×10 比较：地球直径约为 1.3×104 km 。
16
β衰变中原子核只改变电荷数Z，不改变质量数A .
β衰变能谱
β衰变能谱特点： β粒子的能量连续； 有确定的最大能量Eβmax ； 随能量分布有极大值。 而且，Eβmax =E0 .
17
212Bi的衰变
212 83
Bi
α 6.05 E0 =6.21
208 81
212Po分支的总衰变能：
212 84
E0 (β − ) = [mX (Z, A) − mY (Z +1, A) − me ]c2
= {[MX (Z, A) − Zme ] −[MY (Z +1, A) − (Z +1)me ] − me}c2
= [MX (Z, A) − MY (Z +1 A)]c ,
2
27
发生β−衰变的条件为，
MX (Z, A) > MY (Z +1 A) ,
E0 = EY + Eα = [mX − (mY + m )]c2 α
N→ C + e +νe 在轨道电子俘获过程中放出中微子，
3 3 + 7
Be + e → Li +νe
− k 7
22
中微子性质： 电荷为零； 静止质量几乎为零，质量上限不超过7.3eV； 自旋为1/2； 遵从费米统计； 磁矩非常小，上限不超过10−6µN 。 与物质的相互作用非常弱，属弱相互作用，作用 截面σ ~10−44cm2，通常物质的原子密度n ~1023/cm3。 平均自由程l为， 1 1 l= ≈ 23 cm =1021cm =1016 km −44 nσ 10 ×10 比较：地球直径约为 1.3×104 km 。
16
β衰变中原子核只改变电荷数Z，不改变质量数A .
β衰变能谱
β衰变能谱特点： β粒子的能量连续； 有确定的最大能量Eβmax ； 随能量分布有极大值。 而且，Eβmax =E0 .
17
212Bi的衰变
212 83
Bi
α 6.05 E0 =6.21
208 81
212Po分支的总衰变能：
212 84
E0 (β − ) = [mX (Z, A) − mY (Z +1, A) − me ]c2
= {[MX (Z, A) − Zme ] −[MY (Z +1, A) − (Z +1)me ] − me}c2
= [MX (Z, A) − MY (Z +1 A)]c ,
2
27
发生β−衰变的条件为，
MX (Z, A) > MY (Z +1 A) ,
E0 = EY + Eα = [mX − (mY + m )]c2 α
原子核衰变及半衰期PPT教学课件
第六章 从杂交育种到基因工程
第1节：杂交育种与诱变育种
课题：育种
28
想一想：植物杂交育种的方法
小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T） 对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小 麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是 袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
高中物理·选修3-5·鲁科版
第3章 原子核与放射性
第2节 原子核衰变及半衰期
• [目标定位] 1.知道什么是放射性、放射性元 素、天然放射现象，能记住三种射线的特性.2. 知道什么是原子核的衰变，知道α衰变和β衰 变的规律和实质.3.理解半衰期的概念，学会 利用半衰期解决相关问题．
预习导学
• 一、天然放射现象
• 答案 C
• 解析 由三种射线的带电性质可以判断出 ①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，③④表示α
课堂讲义
二、原子核的衰变 1．α衰变：AZX―→AZ－－24Y＋42He
原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2. α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质 子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中 释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．
锈病
以下是杂交育种的参考方案：
杂交 Ｐ 自交 Ｆ１
高抗
矮不抗 思考：要培育出
DDTT
ddtt 一个能稳定遗传
的植物品种至少
高抗 DdTt 要几年？
选优 Ｆ２ 高抗
高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT
自交 矮抗 ddTT
ddTt 矮抗 ddTt
选优 F3矮抗 ddTT
矮抗 矮不抗 ddTT
ddTt
第一代 p 第二代 F1 第三代 F2
原子核的衰变 半衰期教学课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第三册
思路点拨：(1)α衰变和β衰变方程遵守质量数守恒和电荷数守恒的规律。 (2)在写方程时用“→”而不能用“＝”号，因为质量并不相等，且也 不可逆。
[解析] (1)设23982U 衰变为20862Pb 经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变。 由质量数守恒和电荷数守恒可得
238＝206＋4x
①
92＝82＋2x－y
课堂达标
1．(多选)原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出 射线。这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。下列说法中正确 的是( AD )
A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2 B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4 C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1 D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1
(2)如果不对，那到底是什么原因呢？
提示：(1)不对。放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定， 与外界环境等因素无关。
(2)地壳中原有的22826Rn 早已衰变完了，目前地壳中的22826Rn 主要 来自其他放射性元素的衰变。
有关半衰期的两点提醒 (1)半衰期是指放射性元素的原子核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。 (2)经过 n 个半衰期，剩余原子核 N 剩＝21nN 总。
3)半衰期由原子核内部因素决定，与化学状态和外部条件没有关系.
课堂探究
思考1 原子核α衰变实质是放出一个氦原子核，β衰变实质是放出 一个电子。 试探究：(1)放射性元素能不能一次衰变同时产生α射线和β射线？ (2)γ射线又是怎样产生的？
(1)不能，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变。 (2)放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时 它要向低能级跃迁，并放出γ光子。
[解析] (1)设23982U 衰变为20862Pb 经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变。 由质量数守恒和电荷数守恒可得
238＝206＋4x
①
92＝82＋2x－y
课堂达标
1．(多选)原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出 射线。这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。下列说法中正确 的是( AD )
A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2 B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4 C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1 D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1
(2)如果不对，那到底是什么原因呢？
提示：(1)不对。放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定， 与外界环境等因素无关。
(2)地壳中原有的22826Rn 早已衰变完了，目前地壳中的22826Rn 主要 来自其他放射性元素的衰变。
有关半衰期的两点提醒 (1)半衰期是指放射性元素的原子核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。 (2)经过 n 个半衰期，剩余原子核 N 剩＝21nN 总。
3)半衰期由原子核内部因素决定，与化学状态和外部条件没有关系.
课堂探究
思考1 原子核α衰变实质是放出一个氦原子核，β衰变实质是放出 一个电子。 试探究：(1)放射性元素能不能一次衰变同时产生α射线和β射线？ (2)γ射线又是怎样产生的？
(1)不能，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变。 (2)放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时 它要向低能级跃迁，并放出γ光子。
原子核衰变和半衰期课件(11张PPT)高二物理(鲁科版2019选择性必修第三册)
、
衰 变
设某放射性元素的半衰期为T，原来的质量为M，经过时间t，该元 素的剩余质量m为:
的
快
慢
不同元素的放射性半衰期一般不同
--
半
222 86
Rn（镭）
226 88
Rn（氡）
半衰期为1.6×103年
衰
29328U（铀）
23940Th（钍） 半衰期为4.5×109年
期
2670Co（钴） 半衰期为5.27年
例如：提取古树木制成的碳样品1g，放在射线粒子计数器上进行测量。如果测得该样品
每分钟衰变的次数是等质量现代树木所制碳样品的1/4就表明该古树木经过了14C的两个半 衰期，即古树木距今约11460年。
2、示踪原子
如果在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，用仪器探测它放
出的射线，就可查明这种元素的行踪。人们把具有这种用途的放射性同位
第2节 原子核衰变和半衰期
原子核自发释放出射线，说明该原子核不稳定，释放出射线之 后就会变为其它元素的原子核。我们把这个变化称为原子核衰变。
一 、
根据释放出的粒子不同，衰变可分为：
原 子
U 238
92
24He
23940Th
释放出α粒子
核 的
23940Th29314Pa 10e
释放出β粒子
衰
衰变产生的新核有些处于激发态，会辐射光子而变成稳定的核。
212 84
Po（钋）
半衰期为3.0×10-7秒
二
元素半衰期的长短只由原子核自身因素决定，一般与原子
、
核所处的物理、化学状态无关。
衰
无论放射性元素所处的温度和压强如何变化、是以单质
变
还是化合物的形式存在，原子的结构都不会受到影响，它的
高考物理专题复习原子核的衰变及核反应方程式课件
的能量大3到4倍；聚变反应比裂变反应更剧烈；对环境污染较小；自然界中聚变
反应原料丰富。
典型的裂变方程： 11 + 31 → 42 + 10
【例2】核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，
235
92是
89
常用的核燃料。受一个中子轰击后裂变成 36
和 144
56 两部分，并产生
固，原子核越稳定）
3.质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，
即 = 2 。
核子在结合成原子核时出现质量亏损 ∆ ，其能量也要相应的减少，即 ∆ = ∆ 2 。
重核裂变
1.定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原
子核的过程；
8
4
【例1】天然放射性元素
经过_______次衰变和__________次
衰变，最后变成铅的同位素__________。（填入铅的三种同位素
、
、
中的一种）
核力
1.定义：原子核里的核子之间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束
缚在核内，形成稳定的原子核；
2.特点：核力是强相互作用的一种表现；
核力是短程力，作用范围在1.5× 10−15 之内；
每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。
核能
1.结合能：把构成原子核而结合在一起的核子分开所需要的能量；
（组成原子核的核子越多，它的结合能就越高）
2.比结合能：结合能与核子数之比；（比结合能越大，原子核中核子结合得越牢
衰变与衰变的比较
衰变类型
衰变方程
a衰变
反应原料丰富。
典型的裂变方程： 11 + 31 → 42 + 10
【例2】核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，
235
92是
89
常用的核燃料。受一个中子轰击后裂变成 36
和 144
56 两部分，并产生
固，原子核越稳定）
3.质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，
即 = 2 。
核子在结合成原子核时出现质量亏损 ∆ ，其能量也要相应的减少，即 ∆ = ∆ 2 。
重核裂变
1.定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原
子核的过程；
8
4
【例1】天然放射性元素
经过_______次衰变和__________次
衰变，最后变成铅的同位素__________。（填入铅的三种同位素
、
、
中的一种）
核力
1.定义：原子核里的核子之间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束
缚在核内，形成稳定的原子核；
2.特点：核力是强相互作用的一种表现；
核力是短程力，作用范围在1.5× 10−15 之内；
每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。
核能
1.结合能：把构成原子核而结合在一起的核子分开所需要的能量；
（组成原子核的核子越多，它的结合能就越高）
2.比结合能：结合能与核子数之比；（比结合能越大，原子核中核子结合得越牢
衰变与衰变的比较
衰变类型
衰变方程
a衰变
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右图表示 m/m0
的是氡的衰
变。m和m0 1/2
表示任意时
刻和t=0时氡
1/4 1/8
的质量。
0 3.8天 7.6天 11.4天
t
小资料
人造放射性同位素的半衰期比 天然放射性物质短得多，而且它的 放射强度容易控制。各种放射性同 位素的应用技术都使用人造放射性 同位素，这样可消除放射性同位素 长期滞留所造成的危害。例如，在 放射性示踪技术和医疗技术中，所 使用的人造放射性同位素的半衰期 通常以分钟或小时为单位，最大的 以天为单位。
β28026P b
小练习
写出放射性同位素
2 1
51N
a
经过β
衰变和γ辐射，衰变成镁同位素Mg的衰变方程。
点拨
解：25 11
Na25 12源自Mg+0 -1
e
+
γ
研究表明，放射性同位素衰变的快慢有一定
的规律，而且非常稳定。
例如，氡222经过α衰变变为钋218，如果隔一 段时间测量一次剩余氡的数量就会发现，大约每
结合得比较紧密，有时它们会作为一个整体从 较大的原子核中抛射出来，这就是α衰变。
2
1 1
H
+
2
1 0
n
4 2
He
名词解释
有时原子核内一个中子 可以转化为一个质子和一个 电子，产生的电子从核内发 射出来，这就是β衰变。
1 0
n
1 1
H
+
0 -1
e
原来是这么回事啊！！
原子核的能量也只能取一系列不连续的数 值，因此也存在着能级，而且能级越低越稳定。 放射性原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新 核往往处于较高的能级状态，这时它要向低的 能及状态跃迁，从而辐射出γ射线。因此，γ射 线是伴随α射线和β射线产生的。
α、β衰变方程。 半衰期及其应用。
2、难点
α、β衰变方程。 半衰期及其应用。
本节导航
1、原子核衰变 2、半衰期 3、碳14鉴年技术
名词解释
原子核放出α粒子 或β粒子后，变成新的 原子核，我们把这种变 化称为原子核的衰变。
放出α粒子，称为α衰变。放出β粒子， 称为β衰变。大量的实验表明：
原子核衰变前后的电荷数和质量数都守恒。
通常放射性元素样本中，有的原子核发 生α衰变，有的原子核发生β衰变，同时伴随γ 辐射。这时射线终会同时具有α、β、γ三种射 线。
放射性元素往往会连续发生衰变，例如铀
238要经过一系列衰变直至变成稳定的铅206的 核，才停止衰变。
29328Uα2
T 3 4
90
hβ2
P 3 4
91
aβ29324Uβ
…
234 90
Th
234 91
Pa
＋
0 -1
e
90p 144n
钍234母核
衰变产物
91p 143n
镤234子核
1 e
β粒子
上述两个衰变分别 为α衰变和β衰变，每个 方程两边的质量数和电 荷数也是守恒的。
我们了解了两个α衰变和β 衰变的粒子，那么，它们究竟 是怎样定义的呢？
想一想
名词解释
放射性元素的原子核 中，两个中子和两个质子
2、过程与方法
理解衰变过程。 能够用α、β衰变解释某些元素的 衰变，并写衰变方程式。 能正确理解半衰期并应用半衰期做 题。
3、情感态度与价值观
能正确理解半衰期并应用半衰期做题。 能理解α、β衰变的实质并灵活应用。 了解测定古木等年龄的方法，比如碳14 鉴年技术。
教学重难点
要好好 学啊！
1、重点
过3.8天就会有一半的氡发生了变化，也就是说每
经过一个3.8天，剩有一半的氡，经过第二个3.8
天，剩有1／4的氡，再经过3.8天，剩余1／8的
氡……
放射性元素的原子核有半
名词解释
数发生衰变所需要的时间，叫 做这种元素的半衰期。
不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别 非常大。例如，氡222衰变为钋218的半衰期是3.8 天，镭226帅变为氡222的半衰期是1620年，铀 238衰变为钍234的半衰期竟长达4.5×109年。
下表为一些医疗影用放射性 同位素的半衰期及造影部位
放射性同位素 半衰期
造影部位
金198
2.7d
肝
镓67
72h
软组织肿瘤
锶85
64d
骨
钍201
74h
冠状动脉疾病
碘131
8.04d
甲状腺
锝99
6h
脑、甲状腺、肺、肝、 脾、肾、胆囊
放射性元素衰变的 快慢是由核内部本身的
你知道吗？
因素决定的，跟原子所
处的物理或化学状态无
知识回顾
上节课我们讲了 原子的核式模型：原 子的中心有一个很小 的原子核，集合了全 部正电荷以及原子的 几乎全部质量。带负 电的电子在核外空间 运动。
氦原子核式 结构模型
原子核由质子和中子组成的， 质子和中子统称为核子。 （如图）
某种元素X的原子核常用字下面的符号来
表示：质量数 质子数
X A
Z
关。
例如，一种放射性元素，
不管它是以单质的形式存在，还
是和其他元素形成化合物，或者
对它施加压力，或者增高它的温
度，都不能改变它的半衰期。
为什么半衰 期不会改变呢？
想一想
这是因为衰变发生在 原子核的内部，压力、温 度、与其他元素的化合等， 都不能影响原子的内部结 构。
名词解释
解释一下
考古学家用半衰期很长 的放射性同位素碳14作为时 钟，来测量考古发掘物所经 历的漫长时间。这种技术称 为碳14鉴年法。
例如，铀238核在放出一个α粒子后，铀核的 质量数减少4，电荷数减少2，铀核转化为新核 钍234（如图），以上α衰变可以用下面的衰变 方程来表示：
U 238
92
234 90
Th
＋
4 2
He
衰变产物
92p 146n
铀238母核
90p 144n
钍234子核
2p 2n α粒子
上述衰变产生的新核钍也具有放 射性，它能放出一个β粒子而变成一个 镤（29314P a）核（如下页的图）。电子 的质量比核子质量小的多，可以认为 它的质量数为零，电荷数为-1。钍核 放出粒子后的质量数不变，电荷数增 加1，转变为镤核。以上β衰变可以用 下面的衰变方程来表示：
元素符号
既然知道了原子核结构。今天我们就 来学习原子核的衰变。
导入新课
上节课我们学习了天然放射线现象， 那么，射线的本质是什么物质？
原子核放出射线后本身是否发生了变化呢？ 若有变化，它变成了什么呢？ 中间又存在什么规律呢？
教学目标
1、知识与能力
了解原子核衰变的过程和机理。 掌握常用衰变方程。 理解半衰期及其应用。
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．