原子核的衰变
2.核衰变与核反应方程
例2.三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后
变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出 一 个 氦 核 （ He ） 。 则 下 面 说 法 中 正 确 的 是 （ CD ）
（A）X核比Z核多一个质子
（B）X核比Z核少一个中子
（C）X核的质量数比Z核的质量数大3
（D）X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
2
5.衰变规律是对大量原子组成的放射性样品 而言的,是一种统计规律.不适用于少量原子 核.对某个原子核或少量原子核来讲无意义.
6.单位时间内放射性元素衰变的数量与放射 性元素的量成正比.医用放射性元素要求半 衰期短.
例1.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,新核的化学性 质不变. C.放射性元素衰变的速率跟它所处的状 态无关. 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.
A.该核发生的是α衰变 a
B.该核发生的是β衰变
b
C.磁场方向一定是垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定
222 86
Rn
衰变成
218 84
Po
的过程放出的粒子是
（ B）
A．0.25g，a粒子 B．0.75g，a粒子 C．0.25g，β粒子 D．0.75g，β粒子
例6.根据有关放射性知识可知，下列说法正 确的是： ( B ) A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过 7.6天就只剩下一个氡原子核了 B．β衰变所释放的电子是原子核中的中子转 化为质子和电子所产生的
E/--0e00V..8554
3
-1.51
2
-3.40
D．γ射线
原子核稳定性核衰变和半衰期
原子核稳定性核衰变和半衰期原子核稳定性、核衰变和半衰期原子核稳定性、核衰变和半衰期是核物理学中重要的概念。
了解这些概念有助于我们理解放射性物质的特性以及核能的应用。
本文将对原子核稳定性、核衰变以及半衰期进行详细介绍。
一、原子核稳定性原子核由质子和中子组成，稳定的原子核通常具有适当的质子-中子比例。
在原子核中，质子间的电荷排斥力相互作用力大于吸引力，因此质子间的排斥力趋向于不稳定。
中子通过强相互作用力中和了质子间的排斥力，使得原子核保持相对稳定。
原子核稳定性受到质子数和中子数的影响。
通常情况下，质子数和中子数相近的原子核更稳定。
例如，氢-1核只有一个质子和零个中子，属于最稳定的核。
而质子数和中子数相差很大的核则相对不稳定。
当原子核的质子数较大时，需要更多的中子来中和质子间的排斥力，以保持相对稳定。
二、核衰变核衰变是指原子核自发地释放能量或粒子，以达到更稳定的状态。
核衰变可以通过以下三种方式发生：α衰变、β衰变和γ衰变。
1. α衰变：在α衰变中，原子核释放一个α粒子，即两个质子和两个中子的组合。
α粒子相当于一个氦离子，带有两个正电荷。
α衰变会使原子核的质子数和中子数减少，因此原子核的质量数会减少4个单位。
2. β衰变：在β衰变中，中子转变为质子或质子转变为中子。
这一过程会伴随着释放一个带有电荷的β粒子。
电子形式的β粒子表示为β-衰变，而正电子形式的β粒子表示为β+衰变。
β衰变会改变原子核的质子数或中子数，从而改变元素的化学特性。
3. γ衰变：在α或β衰变之后，原子核可能处于激发态。
为了回到基态，原子核释放出一个光子，即γ射线。
γ衰变并不改变原子核的质子数和中子数，只是释放能量。
三、半衰期半衰期是用来描述特定核衰变过程中原子核数量减少一半所需的时间。
半衰期是一个固定的时间间隔，与某种放射性物质的特性相关。
半衰期是放射性物质的重要特征之一，它决定了放射性衰变的速率。
不同的放射性物质具有不同的半衰期，从几微秒到数亿年不等。
原子核的衰变2
M X Z , A MY Z 1, A
＋衰变
表达式
衰变能
A Z
X
A Z 1
Y e e
2
Q E0 ( ) ( Z , A) ( Z 1, A) 2me c
发生条件 Q 0, 即M X MY 2me
EC(轨道电子俘获)
E0 ( ) 0
M X Z , A MY Z 1, A 2me
电荷数分别为 Z 和 Z－1 的同量异位 素，前者的原子质量比后者的大两倍电 子质量，才能发生＋衰变。
4、EC(轨道电子俘获)
表达式
A Z
X e
A Z 1
Y e
母核 俘获核外轨道上的一个电子， 使母核中的一个 质子 转变为一个 中子， 同时放出一个中微子。
2 2 2
衰变前 静止质量
衰变后
衰变后
动能
静止质量
定义：-衰变能E0 为 反中微子 和 粒子的
动能之和，也就是衰变前后静止质量之差。
2 即： E0 T T c ~ [mX (mY me )]
衰变前后静止质量的质量亏损 以原子质量 M 代替核质量 m ，并忽略电子结合能
(2)、费米理论之 衰变概率公式：
I p dp
g M ij 2 c
3
2
2
7 3
E
0
E
2
p dp
r
2
跃迁矩阵元：
M ij N i e
* Nf
i p p
d
N i e
* Nf
i k k r
第三章 原子核的衰变
二．中微子假说 泡利的中微子假说： 原子核在β衰变的过程中，不仅放出一个β粒子， 同时还放出一个中性微小粒子。 中微子ν ： 不带电的中性粒子，质量小得几乎为零。 β衰变三个衰变产物：子核、β粒子和中微子。
pν
β衰变能： 0 = ER + Eβ + E E ν
pR
pβ
pR + pβ + pν = 0
MX −(MY + MHe ) = 0.0058u
E0 = 0.0058×931.5 = 5.402M eV
7
三. α粒子能量与 衰变能的关系 粒子能量与α衰变能的关系 粒子能量与 衰变前，母核静止，动量为零； 衰变后，衰变能分配给子核和α粒子。 由动量守恒定律，
m vY = m vα Y α
子核的反冲能为，
3 0 3 0 2 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0
208 82
Pb
727
0 E0 = 8.954M MeV eV
部分α放射性数据
α放射性核
238U 226Ra 210Po 222Rn 214Po 212Po
E0 / MeV 4.27 4.86 5.40 5.58 7.83 8.95
T1/2 4.468×109a 1.60×103a 1.384×102d 3.824d 1.64×10–4s 3.0×10–7s
15
一． β衰变的特点 原子核自发地放出β粒子或俘获轨道电子，并转变 成另一种原子核的现象，称为β衰变。 β粒子是电子和正电子的统称。 原子核衰变时发射β−粒子，称为β−衰变； 原子核衰变时发射β+粒子，称为β+衰变； 原子核从核外的电子壳层俘获一个轨道电子，称 为轨道电子俘获。 俘获K层电子，称为K俘获； 俘获L层电子，称为L俘获；……。
【高中物理】高考物理复习：原子核的衰变
【高中物理】高考物理复习：原子核的衰变【摘要】为大家整理了高考物理复习，便于大家查阅复习。
希望大家喜欢，也希望大家在学习愉快。
3.自然衰变中原子核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。
① α衰变：随着α衰变，新原子核在周期表中的位置向前移动2位，即②β衰变:随着β衰变，新核在元素周期表中位置向后移1位，即③ γ衰变：对于γ，衰变和变化的不是原子核的类型，而是原子核的能量状态。
但总的来说，γ衰变总是伴随着α衰变或β衰变。
4.放射性元素放射的射线有三种:α射线、γ射线、β射线，这三种射线可以用磁场和电场加以区别，如图1所示。
图15.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期。
不同的放射性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的。
它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关。
二、实例分析[[例1]]关于天然放射现象，以下叙述正确的是()a、如果放射性物质的温度升高，它的半衰期就会降低b.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的c、在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强d.铀核(23892U）衰变为铅芯（20682pb)的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变[[分析]]半衰期由放射性元素原子核的内部因素决定，与元素的化学状态、温度、压力等因素无关；β衰变释放的电子是当原子核中的中子转化为质子时产生的。
1.0n11h+0-1e，b对;根据三种射线的物理性质，c对;23892U有92个质子和146206个中子82pb的质子数为82，中子数为124，因而铅核比铀核少10个质子，22个中子。
一次α衰变质量数减少4，故α衰变的次数为x==8次。
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足2x-y+82=92，y=2x-10=6次。
故本题正确答案为b、c.[评论]（1）检查这个问题α衰变β衰变规律以及质量数、质子数和中子数之间的关系。
核衰变的基本类型
核衰变的基本类型一、引言核衰变是指原子核中的粒子发生变化，导致原子核的质量数、原子序数或能量发生改变的现象。
它是一种自然界中常见的现象，也是人类利用核能和进行核反应时必须了解和掌握的基础知识。
本文将从基本类型、特点和应用三个方面详细介绍核衰变。
二、基本类型核衰变可以分为三种基本类型：α衰变、β衰变和γ射线。
1. α衰变α粒子是由两个质子和两个中子组成的带正电荷的粒子，其符号为α。
在α衰变中，原子核释放出一个α粒子，同时质量数减少4，而原子序数减少2。
例如：$^{238}_{92}\text{U}$ $\rightarrow$ $^{234}_{90}\text{Th}$ + $^{4}_{2}\text{He}$这里238表示铀-238这种同位素的质量数，92表示铀-238这种同位素的原子序数；234表示钍-234这种同位素的质量数，90表示钍-234这种同位素的原子序数；4表示氦-4这种同位素的质量数，2表示氦-4这种同位素的原子序数。
2. β衰变β粒子是带负电荷的电子或正电子，其符号为β。
在β衰变中，原子核中的一个中子或一个质子转化成一个β粒子和一个反中微子或正中微子。
当原子核中的质子数增加时，发生β+衰变；当原子核中的质子数减少时，发生β-衰变。
在β-衰变过程中，原子核内部的一颗中性粒子转化为负电荷的β粒子和一颗反中微子；在β+衰变过程中，原子核内部的一颗质量等于电荷相反的正电荷粒子（即正电子）转化为正电荷的β粒子和一颗正中微子。
例如：$^{14}_{6}\text{C}$ $\rightarrow$ $^{14}_{7}\text{N}$ + $^0_{-1}\text{e}$这里14表示碳-14这种同位素的质量数，6表示碳-14这种同位素的原子序数；14表示氮-14这种同位素的质量数，7表示氮-14这种同位素的原子序数；0表示β−粒子的质量数，−1 表示β− 粒子的原子序数。
3. γ射线γ射线是一种高能电磁波，其符号为γ。
原子核衰变机制的研究与应用
原子核衰变机制的研究与应用概述原子核衰变是指原子核中的粒子数目减少的过程，其中包括α衰变、β衰变和γ衰变。
这些衰变过程是自然界中发生的基本现象，对于了解物质的性质、核能的释放以及医学应用等领域具有重要意义。
通过对原子核衰变机制的研究，科学家在原子核物理学、核能研究以及放射治疗等方面取得了重要进展，并应用于核医学、核电站建设以及核武器控制等领域。
1. α衰变机制的研究与应用α衰变是指原子核中放出一个α粒子的过程，α粒子由两个质子和两个中子组成。
早在20世纪初，卢瑟福和查德威克等物理学家就通过实验证实了α衰变的现象。
随后，通过对α衰变速率的测量以及研究α衰变产物的性质，科学家们揭示了α衰变的机制。
α衰变是由于原子核中的α粒子发生隧穿效应穿越势垒而脱离原子核。
这种衰变过程在原子核物理学中的研究中起着重要作用。
例子包括较轻的放射性同位素238U衰变为234Th，以及核物质中的快裂变等。
应用方面，α放射性同位素可用于医学诊断和治疗。
例如，铯-131可以用于治疗甲状腺癌，镭-223可用于治疗骨转移性前列腺癌。
此外，α衰变也应用于核能产业，例如利用钚-239进行核裂变反应。
2. β衰变机制的研究与应用β衰变是指原子核中一个中子或一个质子转变为一个电子或一个正电子的过程。
早在20世纪初，贝克勒尔、居里夫妇等科学家就发现了β衰变现象。
经过长时间的研究，科学家们逐渐揭示了β衰变的机制。
β衰变包括β-衰变和β+衰变两种形式。
β-衰变是指一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子和一个反中微子；β+衰变是指一个质子转变为一个中子，同时放出一个正电子和一个中微子。
这些衰变过程中，中微子是与电子或正电子共同产生、以固定动量带走能量，一般无法探测到。
β衰变的研究对于理解核物理反应以及星体物理学具有重要意义。
例如，科学家们利用β衰变来研究原子核结构、核聚变、超新星爆发等。
在应用方面，β放射性同位素广泛应用于医学影像学、治疗和工业领域。
α.β.γ衰变方程式高中物理
α.β.γ衰变方程式高中物理
1、α衰变：原子核放出α粒子的衰变叫做α衰变。
AZX→A−4Z−2Y+42He
α衰变通式（放出一个α粒子的情况）
2、β衰变：原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变。
AZX→AZ+1Y+0−1e
β衰变通式（放出一个β粒子的情况）
β衰变中产生的电子是由原子核中的一个中子转化成一个质子和一个电子，转化方程如下：
10n→11H+0−1e
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。
我们把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。
在原子核的内部并不是平静如水，与之相反，在这里充满了各种力的较量。
由于同性相斥，电磁力一直在努力地将原子核内带正电的质子分开，而强相互作用力起的作用，则是将原子核内的质子和中子合并在一起，与此同时，弱相互作用力又一直在寻找机会将中子和质子互相转换。
原子核的衰变 PPT
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
表征原子核衰变快慢的参数
原子核衰变是指原子核内部发生变化，从而释放出放射性粒子的过程。
这个过程是不可逆的，因此可以用一些参数来表征原子核衰变的快慢。
本文将介绍一些常见的参数，并举例说明它们的应用。
一、半衰期半衰期是指在一定时间内，放射性物质衰变一半所需的时间。
例如，铀-238的半衰期是45. 7亿年，这意味着在45.7亿年后，铀-238的数量会减少一半。
半衰期越长，说明放射性物质衰变越慢，反之亦然。
二、衰变常数衰变常数是指单位时间内放射性物质衰变的概率。
它与半衰期之间存在以下关系式：λ=l n2/t1/2。
其中，λ为衰变常数，t1/2为半衰期。
例如，铀-238的衰变常数为1.52×10^-10年^-1，这意味着每年铀-238会衰变1.52×10^-10的比例。
三、放射性能量释放放射性物质衰变时会释放出能量，这个能量可以用来表征放射性物质衰变的强弱。
例如，放射性同位素碘-131的能量释放为364keV，而钴-60的能量释放为1.17MeV和1.33MeV。
可以看出，钴-60的能量释放比碘-131大很多，因此钴-60的放射性更强。
四、放射性衰变方式放射性物质衰变的方式有α衰变、β衰变、γ衰变等。
其中，α衰变是指放射性核子释放出一个α粒子，β衰变是指放射性核子释放出一个β粒子，γ衰变是指放射性核子释放出一个γ光子。
不同的衰变方式会对放射性物质的性质产生影响。
例如，α粒子的能量释放比β粒子大很多，因此α衰变的放射性更强。
五、放射性毒性放射性物质的毒性是指它对人体健康的危害程度。
放射性物质的毒性与它的放射性强度、放射性衰变方式、放射性能量释放等因素有关。
例如，镭-226的放射性强度很高，它可以通过α衰变释放出高能量的α粒子，因此对人体的伤害很大。
总之，以上这些参数可以用来表征放射性物质衰变的快慢、强弱、方式、毒性等方面。
在实际应用中，人们可以根据这些参数来评估放射性物质对人体健康的危害程度，从而采取相应的防护措施。
原子核衰变的基本规律
4. 自发裂变(SF)：自发裂变为两个或多个质量
相近的原子核。
2
二、放射性衰变的规律
1. 指数衰变规律 母核减少，射线强度减弱，都遵从指数衰减。
-dN=Ndt，为衰变常量，是放射性核素的
特征量，表示母核随时间衰减的快慢，对确定
的放射性核素和确定的衰变方式，是常量。
-dN / dt 分子是单位时间内发生衰变的
6
衰变常量、半衰期T 和平均寿命之间存在
一定联系，知道一个，另外两个也就完全确定了， 任何一个都可以作为放射性核素的特征量。
每一种放射性核素都具有特定值(T值、值)， 可以根据测量的值，来判断是哪种放射性核素。
实验表明，原子核的放射性是原子核自身性质 的反映，其特征量以及所遵从的规律不受外界条 件(如温度、压强和磁场等)的影响，也不会由于 核是处于单质中或是处于化合物中而有所变化。
7
*三、放射系 (radioactive series) 放射性核素衰变为另一种核素，此核素还要继
续衰变，最后到达一种稳定的核素，形成放射系， 也称级联衰变链。已知三天然一人工。
(1) 钍系：钍(32930Th)→铅(28028 Pb).A=4n,4n系。
(2)
铀系：铀(
238 92
U
)
→铅(
206 82
N
原子核数，分母是当时的原子核总数，表示
一个原子核在单位时间内发生衰变的概率。
NN0e-t指数衰减规律，N0是t=0时母核数目。 3
2. 放射性活度 A
表示放射性的强弱程度，
定义为单位时间内发生衰变的核的数目。
A-ddNt N0e-t N AA0e-t
A0=N0是t=0时的放射性活度。放射性活度也
化学原子核的衰变
化学原子核的衰变化学原子核的衰变是指原子核内部核子的组合方式或核子数量发生变化的过程。
这个现象是涉及到原子核的一种自然现象，从一个稳定的核素转变为另一个核素，伴随着放射性能量的释放或吸收。
一、衰变的类型核素衰变可分为三种类型：α衰变、β衰变和γ衰变。
1. α衰变：α衰变是指原子核中一个α粒子（即两个中子和两个质子构成的一个粒子）从核中放射出来的过程。
在这个过程中，原子核的质量数减少4，原子序数减少2。
例如，铀238衰变为钍234，放射出一个α粒子。
2. β衰变：β衰变又分为β+衰变和β-衰变两种。
β+衰变是指原子核中一个正电子（β+粒子）从核中放射出来的过程。
在这个过程中，原子核的质量数不变，而原子序数减少1，具体表现为一个质子转化为一个中子，释放出一个正电子和一个中微子。
β-衰变是指原子核中一个负电子（β-粒子）从核中放射出来的过程。
在这个过程中，原子核的质量数不变，而原子序数增加1，具体表现为一个中子转化为一个质子，释放出一个负电子和一个反中微子。
3. γ衰变：γ衰变是指原子核在经历α衰变或β衰变之后，通过放射γ射线以释放余能的过程。
γ射线是一种高能量电磁辐射，它不会改变原子核的质量数和原子序数。
二、衰变的影响及应用1. 放射性衰变的影响：放射性衰变会产生射线和射线能量，对人体和环境造成辐射危害。
普通人对辐射的剂量一般是很小的，但长期暴露于高辐射环境中可能导致突变、癌症等疾病。
2. 核能利用：核衰变也是人类利用核能的基础。
通过控制核衰变过程，可以用来产生电能、制造核武器、用于医学诊断和治疗等方面。
三、核衰变的速率核衰变的速率遵循指数规律，可以用半衰期来描述。
半衰期是指在一定时间内，有一半原子核发生衰变的时间。
不同的元素具有不同的半衰期，有些元素的半衰期可以达到数亿年，有些只有几分钟。
例如钍232的半衰期为1.4万亿年，铀238的半衰期为45.5亿年。
而铀235的半衰期为7.04亿年，镭226的半衰期为1600年。
3.原子核的衰变与人工嬗变
三、原子核的衰变与人工嬗变
2、半衰期
m/g
对于一个原子核来说是随 10
机的，但是大量原子核集合在
一起的时候它是有规律可寻的
，是按指数方式减少的。
5
氡的衰变曲线
半衰期
2.5
放射线元素的原
1.25
子核有半数发生衰变03.8 7.6 11.4
t/d
需要的时间叫半衰期
3.8 3.8
3.8
m
M
(
1
t
)
2
氡半衰期为3.8天 镭半衰期为1.6×103年 铀半衰期为4.5×109年
1 可以根据需要产生α、β、γ、n、+β射线
2 放射性强度容易控制 3）可以制成各种需要的形状 4）半衰期短 5）放射性废料容易处理
三、原子核的衰变与人工嬗变 3、原子核的人工嬗变
1919年，卢瑟福用放射性元素衰变产生的α 粒子轰击氮气，首次通过人工核嬗变制得氧-17：
这种方法很快就成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。
三、原子核的衰变与人工嬗变
4、人工放射同位素的发现
人工放射性核素是在1934年约里奥-居里夫妇用α粒子 轰击铝时最早发现的。
27 Al 4He30P 1n 30 P 0e30Si
13
2
15 0
15
1 14
人工放射性核素是指利用中子流或高能带电粒子流，人为制 备的放射性核素。
现在有核素2800多种，稳定的有270多种，不稳定 的2500多种，不稳定核素中，天然的仅60多种。
三、原子核的衰变与人工嬗变
5、人工放射性同位素的特点
三、原子核的衰变与人工嬗变
（1） α 衰变：新的原子核比原来的核质量数减少4，电荷 数减小2
原子核衰变与半衰期：原子核衰变过程与半衰期的计算与应用
原子核衰变与半衰期：原子核衰变过程与半衰期的计算与应用原子核衰变是指原子核自发地释放粒子或能量，以达到更稳定的状态。
它是一种自然现象，在很多放射性元素中都存在。
原子核衰变的过程中，会发生不同类型的衰变，包括α衰变、β衰变和γ衰变。
这些衰变过程与半衰期密切相关。
首先，让我们来了解一下原子核中的粒子构成。
原子核由质子和中子组成，它们分别带有正电荷和中性电荷。
质子数目决定了元素的原子序数，而中子数目则决定了同位素的性质。
有些核素对于保持稳定状态来说，质子数和中子数要相等，这样的核素就是稳定核素。
然而，有些核素的质子数或中子数不平衡，它们会通过衰变来恢复平衡。
δ衰变是一种常见的原子核衰变形式。
在α衰变中，原子核会释放出一个α粒子，这是由两个质子和两个中子组成的带2个正电荷的粒子。
α粒子释放出来后，原子核的质子数和中子数都会减少2个，从而使原子核更为稳定。
β衰变则有两种形式：β-衰变和β+衰变。
在β-衰变中，一个中子会转化为一个质子，同时释放出一个电子和一个反中微子。
而在β+衰变中，一个质子会转化为一个中子，同时释放出一个正电子和一个中微子。
半衰期是描述原子核衰变速度的一个重要概念。
它是指衰变物质的原子核数量减少到初始数量的一半所需的时间。
半衰期可以用数学公式来计算。
假设初始时刻有N0个原子核，经过时间 t 后，有 N 个原子核剩余，则半衰期T为：N = N0 * (1/2)^(t/T)通过这个公式，我们可以计算得到半衰期。
半衰期的应用非常广泛。
在医学上，半衰期可以用于放射性同位素的治疗和诊断。
例如，碘-131是一种常用的放射性同位素，它的半衰期为8.02天。
碘-131广泛应用于甲状腺癌的治疗，通过发射β粒子来杀死癌细胞。
对于甲状腺扫描，医生可以注射一定剂量的碘-131，然后通过检测衰变过程来观察甲状腺的功能和结构。
在考古学和地质学中，半衰期可以用来确定物质的年龄。
例如，放射性碳-14（C-14）的半衰期约为5730年。
原子核α衰变
M X (Z, A) > MY(Z 2, A 4)+M He
例如，
210
Po 206 Pb+
原子质量分别为：209.9829u，205.9745u，4.0026u。
MX (MY + M He) = 0.0058u
E0 = 0.0058×931.5 =5.402MeV
8
三.α粒子能量与α衰变能的关系
11
212Bi的粒子能量E及衰变能E0
E/ MeV 0 1 2 3 4 5 其中： 6.084 6.044 5.763 5.621 5.601
E0 / MeV 6.201 6.161 5.874 5.730 5.709
5.480
5.585
A E0 E A 4
12
212Bi的衰变与208Tl的能级图
3
,
一．粒子能量测量
所谓磁谱仪是利用磁场来测定带电粒子能量的装置 S：放射源 A：限束光栏 R：感光胶片 ρ：粒子运动轨道半径
半圆谱仪的工作原理
由
mv2
mv = qvB
5
二．α能谱的精细结构
α能谱的精细结构
一般的，放射源出来的α粒子有好几种能量和强度，表现为能谱上 的多个峰位和峰面积。 在α谱的精细结构中，一般只有一种能量的α粒 子的强度最大，其它几种能量的α粒子的强度都较 弱，它们的能量也比较低，亦即射程比较短，这种α 粒子称为短射程α粒子。 另一种现象，除了最强的α粒子外，还发射出
衰变前，母核静止，动量为零； 衰变后，衰变能分配给子核和粒子。 由动量守恒定律，
mYvY = mv
子核的反冲能为，
1 1 mv 1 2 m m 2 EY = mYvY = mY =mv = E 2 2 mY 2 mY mY
原子物理原子核的衰变半衰期简介
原子物理原子核的衰变半衰期简介
⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒
在β衰变中新核质子数多一个，而质量数不变是由于反映中有一个中
子变为一个质子和一个电子，即：e H n 01
1110-+→. γ辐射伴随着α衰变和β衰变产生，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。
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
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结合
质子
中子
转化
和
中子
质子 电子
衰变 衰变
1.天然放射现象的发现揭示了 C A.原子还可再分 B.原子的核式结构 C.原子核还可再分 D.原子核由质子和中子组成
2.钍232（23920Th ）经过 6 次α衰变
和 4 次β衰变，最后成为铅208
（
208 82
Pb
）.
3、天然放射性元素 Ra衰变成不具有放 射性的元素 Pb时，要经过 5 次 衰 变， 4 次 衰变。
226 88
Ra
222 86
Rn
4 2
He
4.某原子核A经过一次β衰变变成B核，B核 再发生一次α衰变变成C核，则（ D）
A.核A的中子数减核C的中子数等于2
B.核A的质量数减核C的质量数等于5
C.原子核为A的中性原子中的电子数比原子 核为B的中性原子中的电子数多1
D.核C的质子数比核A的质子数减少1
原子核的衰变
人们通过什么现象或实验发现原子核是 由更小的微粒构成的？
人们认识原子 核的结构就是 从天然放射性 开始的。
1、射线的本质特征
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
照相底片
射 线
放
射
铅盒
源
卢瑟福的工作
照相底片
射线带正电
放射源
铅盒天然放射现象源自 射线带负电射线不带电天然放射现象
5.用“γ刀”治疗肿瘤，不用麻醉，病人在
清醒的状态下经较短时间可完成手术，在此过 程中，主要利用的是（AD ） A.γ射线具有极强的穿透本领 B.γ射线很容易绕过障碍物到达病灶区域 C.γ射线具有很强的电离本领，从而使癌细胞电 离而被破坏
D.γ射线具有很高的能量
放射性物质发出的射线有三种：
天然放射现象
成分
速度
氦原子核
射线
4 2
He
1/10光速
e 高速电子流
射线
0 1
接近光速
高能量
射线 电磁波
光速
贯穿能力 弱
较强 很强
电离能力 很容易
较弱 更小
天然放射现象
射线
射线
射线
请根据洛伦兹力的知识来判断这三束各是什么射线?
2.放射性元素的衰变
绝大多数原子核的同位 素不稳定，会自发地衰变 为另一种同位素，同时放 射出各种射线。
居里
居里夫人
（1）α衰变:自发放出α射线(氦核)的衰变叫α衰变
α衰变的通式为：
M Z
X
MZ42Y
24He
⑵ β衰变:自发放出β射线(电子)的衰变叫β衰变
β衰变的通式为：
M Z
X
ZM1Y
10e
U 238
92
234 90
Th
234 90
Th
＋
4 2
He
e 234
91
Pa
＋
0 -1
衰变 衰变
α衰变与β衰变的本质是什么？