放射性元素的衰变
放射性元素的衰变
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(ppt)
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
放射性元素的衰变
要点一、原子核的衰变半衰期（一）原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。
2．衰变类型(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，238 92U 的α衰变方程：238 92U→234 90Th＋42He。
(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，234 90Th 的β衰变方程：234 90Th→234 91Pa＋0－1e。
3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。
（二）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．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。
要点二、核反应放射性同位素及其应用（一）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者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程14 7N＋42He→178O＋11H. 3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．（二）放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．（三）辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．要点突破一：衰变半衰期(1)方法：设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则衰变方程为：A ZX →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m以上两式联立解得：n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′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。
放射性元素的衰变 课件
能级跃迁,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。
特别提醒(1)衰变方程的书写:衰变方程用“→”表示,而不用“=”表
示。
(2)衰变方程表示的变化:衰变方程表示的是原子核的变化,而不
放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
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)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,电荷数增加 1)。
)
222
A.目前地壳中的 86 Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变
222
B.在地球形成的初期,地壳中元素 86 Rn 的含量足够高
218
222
C.当衰变产物 84 Po 积累到一定量以后,218
84 Po 的增加会减慢
Rn 的衰变进程
D.222
86 Rn 主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它
(2)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。
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
-4
(1)α 衰变: X→-2 Y+42 He(新核的质量数减少 4,电荷数减少 2)。
放射性元素衰变及其均衡原理
放射性元素衰变及其均衡原理放射性元素是指具有不稳定原子核的元素，它们会通过自发核变反应释放粒子或电磁辐射，转变为其他元素。
这种转变过程被称为衰变。
放射性元素的衰变是一种自然现象，也是地球上许多自然现象和技术应用中不可或缺的物理过程之一。
了解放射性元素的衰变过程及其均衡原理对于理解地质演化、放射性同位素应用、核电能以及核医学等具有重要意义。
放射性元素衰变是由于不稳定原子核中所含粒子的数量与能量之间的不平衡导致的。
原子核中含有质子和中子，靠着相互作用，保持着相对稳定的状态。
然而，有些原子核的结构并不稳定，它们的质子和中子的组合并不是最稳定的，这就导致了放射性衰变的发生。
放射性衰变主要包括α衰变、β衰变和γ衰变三种形式。
α衰变是指放射性核素释放出α粒子的过程。
α粒子由两个质子和两个中子组成，它的电荷为+2，质量为4。
当原子核释放出一个α粒子后，质子数和中子数都会减少，原子核的质量数减少4，这就是α衰变的过程。
β衰变是指原子核释放出β粒子的过程。
β粒子可以是一个电子（β负衰变）或一个正电子（β正衰变）。
在β负衰变过程中，一个中子在原子核内变成一个质子，释放出一个电子和一个反中微子。
而在β正衰变过程中，一个质子在原子核内变成一个中子，释放出一个正电子和一个电子中微子。
γ衰变是指放射性核素释放出γ光子的过程。
γ光子是高能量的光子，与X射线类似，但更具穿透力。
放射性衰变的过程中，放射性核素会逐渐转变为稳定的同位素。
此过程遵循指数衰减规律，即放射性核素的衰变速率与其当前数量成正比。
每个放射性核素都有固定的半衰期，即为核素衰变到一半所需的时间。
半衰期越短，放射性核素越不稳定，衰变速度越快。
半衰期与原子核结构和放射性核素的性质有关。
放射性元素衰变的均衡原理基于放射性元素的稳定性和衰变速率之间的平衡。
在自然界中，不同放射性核素的含量是平衡的，其衰变速率与生成速率相等。
生成速率是由其他方式产生的核素数量，例如宇宙线和核反应等。
2放射性元素的衰变
②核电荷数=原子序数，在α衰变中电荷数减少2， 所以往前挪动2位。
③原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
2、β衰变: 原子核放出β粒子的衰变
23892U在衰变时产生的23490Th也具有放射性，它能 放出在原子里一个β粒子而变为23491Pa(璞)。由于电子 的质量比核子的质量小得多，因此，我们可以认为电 子的质量数为0、电荷数为-1，可以把电子表示为0-1e。 这样，原子核放出一个电子后，因为其衰变前后电荷
自然界中的碳主要是12C.也有少量14C。14C是高层大气中的12C原子核在 太阳射来的高能粒子流的作用下产生的。14C具有放射性，能够自发地进行 β衰变，变成氮、半期为5730年。14C原子不断产生又不断衰变，达到动态 平衡，因此它在大气中的含量相当稳定，大约每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換碳元素，体内14C的比例与大 气中的相同。植物枯死后。遗体内的14C仍在衰变，不断减少，但是不能得 到补充。因此。根据故射性强度减小的情况就可以推算植物死亡的时间。
衰变是微观世界里原子核的行为，而微观世界 规律的特征之一在于“单个的微观事件是不可预 的＂，即对于一个特定的氧原子，我们只知道它发 生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。
衰变的半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个 别原子核，这是一个统计规律。
比如某原子核半衰期是2天，现在有两个这样的原 子核，那么过两天后是不是就剩下一个了？
一、原子核的衰变
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。
点石成金
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。
高中物理19.2放射性元素的衰变
2
1 n m ( ) 0 m 1.17 1.17 余 2 根据题意有 ,即 206 1 m 1 1 m0 1 ( ) n 238 2
元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与 原子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该元素的半衰期.
【典例2】目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装 饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有
一、衰变的实质及其次数计算
(1)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.
(2)再根据衰变规律确定β衰变的次数.
【典例1】23892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核，问：
(1)一共经过几次α 衰变和几次β 衰变？
些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，
而氡会发生放射性衰变，放射出α 、β 、γ 射线，这些射线 会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射 性知识可知，下列说法正确的是( )
A.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定 剩下一个原子核了 B.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰 变的速度 C.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所 需要的时间越短，衰变速度越大 D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，
238的半衰期是4.5×109年，求矿石的年龄.
【解题指导】解答该题应注意以下两点 (1)半衰期公式中m余、m0及衰变掉的原子核的质量(m0-m余)之 间的关系. (2)衰变掉的原子核与新产生的新核质量之间的比例关系，每 衰变掉一个原子核，就会产生一个新核，它们之间的质量之
放射性元素的衰变规律
放射性元素的衰变规律放射性元素的衰变规律是一个重要的物理学现象，它对于我们了解原子核结构和核反应过程具有重要意义。
放射性元素的衰变过程是指它们通过自发放射粒子或电磁辐射从不稳定转变为稳定的过程。
首先，让我们了解一下放射性元素。
放射性元素是指具有不稳定原子核的元素，其原子核中的质子数或中子数与稳定核的比例不匹配。
这种不平衡状态导致原子核脱离平衡态并试图通过衰变来恢复稳定。
放射性元素有三种衰变方式：α衰变、β衰变和γ衰变。
在α衰变中，放射性元素释放出一个α粒子，即由两个质子和两个中子组成的氦离子。
通过释放α粒子，放射性元素的原子核质量减少4个单位，原子序数减少2个单位。
α衰变是一种常见的衰变方式，例如铀238衰变为钍234。
β衰变是指放射性元素释放出一个β粒子，即一个电子或一个正电子。
当核子数目较多时，中子可能转变成质子释放出电子，并转变成一个新的元素。
当质子数目较多时，质子可以转变为一个中子并释放出正电子。
β衰变可以改变原子核内部的中子和质子比例，使放射性元素转变为一个新元素。
例如，碳14经过β衰变转变为氮14。
γ衰变是通过从原子核中释放出高能γ射线来实现的。
γ射线是一种电磁波，能量非常高，具有很强的穿透力。
通过释放γ射线，放射性元素的核能量得到释放，并且没有核变化。
根据放射性元素的衰变规律，每种放射性元素衰变的速率是按照指数函数衰减的。
衰变速率可以用半衰期来描述。
半衰期是指衰变掉一半的时间，具有固定的数值。
对于放射性元素，它们的半衰期可以从几微秒到数十亿年不等。
放射性元素衰变可以通过放射性衰变方程来描述。
该方程可以用于确定放射性元素在特定时间内的剩余量。
放射性衰变方程可以表示为：N(t) = N(0) * (1/2)^(t/T) 其中N(t)是时间为t时剩余的放射性元素数量，N(0)是初始放射性元素的数量，T是半衰期。
放射性元素的衰变规律在核能领域具有重要应用。
核能的产生和控制都涉及到放射性元素的衰变过程。
放射性元素的衰变
X
A4 Z 2
Y He
4 2
衰变:
A Z
X
A Z 1
Y e
0 1
234 90 239 92
24 11
Th Pa e
234 91 0 1 239 92
24 11
U?
U Np e
239 93
24 12
0 1
Na ?
Na Mg e
0 1
思考与讨论
原子核里没有电子，β衰变中的电子来自 哪里？
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！
例： U 经过一系列衰变和衰变后， 可以变成稳定的元素铅206 ，问这 一过程衰变和衰变次数？
238 92
解：设经过x次衰变，y次衰变
238 92
U Pb x He y e
206 82 4 2 0 1
238＝206＋4x
1 0
n
1 1
H
0 1
e
三、放射性元素的衰变
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
1.
A Z
X
A4 Z 2 A Z 1
Y He
4 2 0 1
（2） 衰变：放出粒子
A Z
X Y e
（3） 衰变：总是伴随射线或射线产生
注意：
1、 放射性元素衰变不可能有单独的γ衰 变！
e
接近c
光子
c
最强
最弱
三、放射性元素的衰变
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就变 了，变成另一种原子核。
放射性元素的衰变
β衰变
某元素的原子 是元素的原子
核同时放出由两 核内的一个中子
个质子和两个中 变成质子时放射
子组成的氦核
出一个电子
每发生一次α衰 变，新元素与原 元素相比较，核 电荷数减小2，质 量数减少4
每发生一次β衰 变，新元素与原 元素相比较，核 电荷数增加1，质 量数不变
电荷数守恒、质量数守恒
特别提醒：
β衰变的实质
核内的中子转化成了一个质子和一个电子， 电子放射到核外，质子留在新核中。
三种射线的形成：
α衰变放出的α粒子形成射线，β衰变放出的β 形成β射线。
α 粒子
γ射线经常伴随着α射线和β射线产生，是由于衰变时 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。
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。
知识总结
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。
衰变与β衰变的比较
衰变类型 衰变方程 衰变的实质
衰变的特点 衰变规律
α衰变
有的发生β衰变，同时伴随γ辐射，这时可连续放出
三种射线。
6.核反应指的是在原子核内部核子数发生相应的变化，而 化学反应指的是原子核外最外层电子数发生变化。
考考你
1.α衰变的特点：质量数 2. β衰变的特点：质量数
增加或减少几个） 3.铀核的α衰变方程式：
4.钍核的β衰变方程式：
，电荷数 ，电荷数
。 。 （填
α衰变的实质
2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因 此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核 中被抛射出来，于是，放射性元素就发生了α衰变。
放射性元素的衰变课件
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．
19.2 放射性元素的衰变
某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生
了衰变，该元素的半衰期为 （ D ） A.11.4天 B.7.6天 C.5.7天 D.3.8天
当堂检测
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
1 2.放射性同位素 11 Na 的样品经过 6 小时还剩下 没有衰变,它的半衰期 8
24
是(
) B.1.5 小时 D.0.75 小时
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
问题导学
当堂检测
1
2
3
4
5
答案:BD 解析:由题意、半衰期的含义及铀 238 衰变后含量随时间的变化规律图 象可知:铀 238 的半衰期和地球的年龄均大致为 45 亿年。再由图象可 知:被测定的古老岩石样品在 90 亿年时铀原子数的相对值为 0.25,即占 总原子数的4,由此可推得其中铅占原子数的4,铀、铅原子数之比约为 1∶ 3。选项 B、D 正确。
练一练
1 、由原子核的衰变规律可知 ( CD ) 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衰变时，新核的化学性 质不变
C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制， 是由原子核内部本身的因素决定的。 D．放射性元素发生β衰变时，新核质量数不 变，核电荷数增加1
2 、放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”, 它可以用来判定古生物体的年代,此项研究获得 1960年诺贝尔化学奖。 (1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原 子后,会形成不稳定的 14 ,它很容易发生衰变, 6 C 放出β射线变成一个新核,其半衰期为5730年, 试写出14C的衰变方程。 (2)若测得一古生物遗骸中的 14 含量只有活体 6 C 中的25%,则此遗骸距今约有多少年?
化学元素的放射性衰变
化学元素的放射性衰变放射性衰变是指具有放射性的物质，在自然条件下，由于其原子核的不稳定性而自发地转变为另一种原子核的过程。
这种转变伴随着放射性射线的放出，包括α射线、β射线和γ射线。
放射性衰变现象是化学元素中一种重要的自然现象，在核能领域和辐射防护中具有重大的应用和意义。
一、放射性衰变的类型1.α衰变：α衰变是指放射性核的原子核在放出α粒子后，变为质量数较小2个单位、原子序数较小2个单位的新核。
在α衰变过程中，原子核的质量数减2，原子序数减2。
2.β衰变：β衰变是指原子核内中子转变为质子或质子转变为中子，从而改变原子核的原子序数。
在β衰变过程中，质子数增加一个单位或减少一个单位，中子数减少一个单位或增加一个单位。
3.γ衰变：γ衰变是指激发态原子核从能量较高的状态跃迁到能量较低的状态，释放出能量差对应的γ射线。
二、放射性衰变的特点1.放射性衰变具有随机性：放射性衰变是一个自发的转变过程，其发生时间是随机的，不受外界条件的影响。
2.放射性衰变的速率可测量：放射性衰变的速率可以通过半衰期来描述。
半衰期是指放射性核素的原子核在衰变过程中，其活度（衰变速率）降低到起始活度的一半所需要的时间。
3.放射性衰变有放射性射线的释放：放射性核素衰变的过程中会释放出不同种类的射线，包括α射线、β射线和γ射线。
这些射线具有较强的穿透能力，可以对人体和物体产生一定的辐射效应。
三、放射性衰变的应用1.核能发电：核能发电是利用放射性核素的衰变过程释放出的能量来产生电力。
核反应堆中的核燃料发生放射性衰变，产生热能，通过工质的循环来转化为机械能，进而驱动发电机生成电力。
2.核医学：放射性同位素在医学上广泛应用于骨骼扫描、甲状腺扫描、肿瘤治疗等方面。
例如，放射性碘-131可用于治疗甲状腺功能亢进症，放射性钴-60可用于放疗。
3.辐射检测与防护：放射性衰变产生的射线具有一定的辐射效应，对人体和物体具有一定的潜在危害。
辐射检测与防护是为了保护人体和环境免受辐射的危害，通过检测和控制放射性物质的浓度和辐射剂量来保障人们的健康。
放射性元素的衰变
放射性元素的衰变
放射性元素的衰变是由元素的原子核自然发生改变的一种过程，它通常以半衰期来表示。
半衰期指的是某一放射性原子核类型在放射衰变过程中消失的一半数量需要花费多少时间，单位通常为年。
在这一变化过程中，原子核将不稳定的放射能量转变成更稳定的物质，这样就会产生新的元素，放射性元素的这种衰变叫做放射性衰变。
放射性元素会按照一种特定的顺序进行衰变，这种顺序叫做放射性衰变链。
例如铀-238是一种以最慢速度衰变的放射性元素，它具有较长的半衰期，大约为4.468亿年，它将以alpha衰变的方式完成改变，即发射一个α粒子（分子），以及一个$ 0^1_1 $碘原子，然后变成长度稳定的元素-锶（碘）。
放射性元素在衰变过程中放射出放射性物质，它们会产生有害的放射性辐射，因此，必须采取防范措施，以降低放射性核素的有害性。
例如，在利用放射性元素进行药物治疗时，在患者与放射性元素之间加入阻挡层，从而有效地减少放射性污染和危害。
放射性衰变的研究一直是科学界的一个重要的研究领域，放射性衰变对放射性物质交换，生物吸收，物理和化学反应，以及太阳能变化等领域具有重要作用，它们在几乎所有生命学、地质学、化学、物理学以及天文学等领域都发挥着重要作用。
因此，放射性衰变是许多科学领域不可或缺的部分，也是物质运动和能量能源研究中非常重要的一环。
5.2 放射性元素的衰变
中子与大气中的氮 14 会产生以下核反应：147N＋10n→146C＋11H，产生的 146C 能自
发进行β衰变，其半衰期为 5 730 年，利用碳 14 的衰变规律可推断古木的年代。
下列说法正确的是
A.146C 发生β衰变的产物是 157N
考查核反应方程和反应规律
B.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 考查β衰变的本质
掺入放射性14C的用途是 A.催化剂 B.媒介质
C.组成元素
√D.示踪原子
例3 (多选)某医院利用放射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：(1) 放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；(2)能在较长的时间内提 供比较稳定的辐射强度。现有四种放射性同位素的放射线及半衰期如表所示。关于 在表中所列的四种同位素，下列说法正确的是
现了正电子获得1935年诺贝尔化学奖）
4 2
He1237A
l1350P
01n
30 15
P1340si
10e（11
H
01n10e）
四.放射性同位素及其应用
思考：1.什么事放射性同位素？ 2.人工放射性同位素与天然放射性同位素相比有何优点？ 3.人工放射性同位素的应用有哪些？
1.放射性同位素：具有放射性的同位素。 2.人工放射性同位素的优点：
①放射强度容易控制 ②半衰期短，废料容易处理 ③可以制成各种所需的形状
注意：凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素
3.应用：①射线测厚仪 ③培优、保鲜
②放射治疗 ④示踪原子
①射线测厚仪 探测器能够测到那种射线？ 为什么？ 它的如何进行控制厚度的？
②放射治疗 在医疗方面，患了癌症的病 人可以接受钴60的放射治疗。 为什么射线能够用于治疗癌 症呢？
放射性元素的衰变规律
放射性元素的衰变规律放射性元素的衰变规律是一个复杂的概念，但它也可以用于科学研究和工业应用。
下面我们来学习放射性元素的衰变规律：一，什么是放射性衰变？放射性衰变是指放射性元素（如铀，钚，钴等）的核子在变成新的元素时会发射出能量，释放出微粒子，这种能量和微粒子的结合就叫做放射性衰变。
它按照规律衰变，即物质的稳定性会逐渐减少，因此会产生放射性衰变，而这种衰变导致的放射性微粒子也叫放射性衰变产物。
二，放射性元素衰变的类型有哪些？放射性元素的衰变类型有放射性α衰落、β衰变和γ衰变等三种。
1、放射性α衰落放射性α衰落是放射性元素原子的核素衰变的一种，其特点是它会失去α粒子（包含2个质子和2个中子的原子核），并伴有少量的放射性能量释放出来；它在生物系统中属于敏感性放射性，并能在很短的距离内进入生物体，受到损伤。
2、放射性β衰变放射性β衰变是放射性元素原子核衰变的一种，它会释放β粒子，并伴有少量的放射性能量释放出来；同α衰变一样，它也具有比较高的放射性能量，并能产生较大的影响在生物体内。
3、放射性γ衰变放射性γ衰变是放射性元素原子核衰变的一种，它会伴有较多的放射性能量释放出来，但不同的是这种能量是以电磁波形式发出的。
本质上它就是一种高能量的电磁波，用于抗拒辐射或者在放射治疗中有其特殊作用。
三，放射性元素衰变的等离子体还原放射性元素衰变可以利用等离子体还原技术使之恢复到非放射性元素。
这是一种发展迅速的新技术，它可以把稳定元素从放射性材料中分离出来，并通过核反应将其转化为稳定元素。
这是一项具有重大潜在社会价值的革新性技术，可以使相关经济活动的成本大大降低。
四，放射性元素衰变的应用放射性衰变是一个自然发生的过程，但它也在日常生活中起到重要作用，是社会应用重要的利益相关者。
其中，它最常用来探测放射性材料，侦查盗尉犯等企业和机构中；此外，它还可以用于关键行业，例如核能水电站，放射性治疗，能源和医疗领域等，其他方面也以被越来越多地使用，为社会发展提供了重要的保证。
第2节 放射性元素的衰变
第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变 二、半衰期(T)
1.定义：放射性元素的原子核有 半数 发生衰变所需 的时间。
例如：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 铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年
第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
(3)γ射线经常伴随α衰变和β衰变产生的。
U 238
92
23940Th
24He
A Z
X
Y A4
Z2
24He
23940Th29314Pa 10e
A Z
X
Z A1Y 10e
思考判断
(1)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。( × ) (2)发生β衰变是原子核中的电子发射到核外。( ×) (3)γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。( √ )
课堂小结
[精典示例]
[例 1] 23982U 核经一系列的衰变后变为 28062Pb 核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？ 答案 (1)8次 6次
β粒子 处于激发态，回到低能级从而
放出γ射线
第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1.定义：原子核放出α粒子或 β粒，子变成另一种原子核的过程。
2.衰变类型
(1)α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程。放出一个α粒子后，核的
质量数 减少4 ，电荷数 减少2 ，成为新核。
(2)β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程。放出一个β粒子后，核的
练习：写出如下元素的衰变方程
衰变: 23900Th ? 提示：镭(Ra)的原子序数为88
衰变：1214Na ?
答案： 23900Th28286Ra24He
5.2-1放射性元素的衰变
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
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A.Q和G是同位素，R和H是同位素 B.R和E是同位素，S和F是同位素
C.R和G是同位素，S和H是同位素 D.Q和E是同位素，R和F是同位素
A
19ห้องสมุดไป่ตู้
例题：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分别如图中a、b所
示，由图可以知（ BD ）
A Z
X
Z
A1Y
10e
A
5
一、原子核的衰变
3.原子核衰变的分类: （2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
293T 04 h2931 P4 a1 0e 1 21 N 4 a1 2M 2 4 g 1 0e
A
6
一、原子核的衰变
原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？
实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子
放射性元素的剩余质量 与原有质量的关系：
m
m0
(
1 2
t
)
A
14
练习
1、铋210的半衰期是5天，经过多少天后， 20g铋还剩1.25g?
2、镭226变为氡222的半衰期为1620年，现有 100个镭原子核经过1620年还剩几个没有衰变？
A
15
二、半衰期
2、不同的放射性元素，半衰期不同
例如： 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 铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年 碳14的半衰期是5730年。
x＝8
92 = 82 + 2x - y
y＝6
A
10
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。
A
11
二、半衰期
1、半衰期
放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：
A
12
二、半衰期
1、半衰期
m
m0
(
1 2
t
)
N
N
0
(
1 2
t
)
A
13
例：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120 天后还剩多少？
Z2
24He
A
3
一、原子核的衰变
3.原子核衰变的分类: （1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变．
2828R 6 a2826R 2 n24He 2932U 8293T 04 h24He 293T 00 h2828R6 a24He
A
4
一、原子核的衰变
3.原子核衰变的分类: （2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β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！
A
9
例：29328U 经过一系列衰变和衰变后，可以 变成稳定的元素铅206 (28026Pb) ，问这一过程 衰变和衰变次数？
解：设经过x次衰变，y次衰变
2 9U 3 2 82 8P 0 26 b x2 4 Hy e 1 0 e
238＝206＋4x
第十九章 原子核
第二节 放射性元素的衰变
A
1
一、原子核的衰变
1.原子核的衰变：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（decay）． 2.衰变遵循的原则：
质量数守恒，电荷数守恒。
A
2
一、原子核的衰变
3.原子核衰变的分类: （1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变．
A Z
X
Y A4
A
16
二、半衰期
2、不同的放射性元素，半衰期不同
注意：
(1)“单个的微观事件是不可预测的”，所以，放射 性元素的半衰期，描述的是统计规律。
(2)半衰期的长短由核内部自身的因素决定，跟所处 的化学状态和外部条件都没有关系。
A
17
二、半衰期
3、应用
1、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的 衰变规律，测定地球的年龄为46亿年。
1 0
n
1 1
H
0 1
e
A
7
一、原子核的衰变
衰变是如何发生的？ 事实表明，2个中子和2个质子能十分紧密地结合在 一起，因此在一定的条件下它们会作为一个整体从 较大的原子核中被抛射出来。即发生了衰变
A
8
一、原子核的衰变
注意：
1、 放射性元素衰变不可能有单独的γ衰变！伴随 射线或射线产生.（其原因也是能级的跃 迁）
2、碳14测年技术，14C是具有放射性的碳的同位素， 能够自发的进行β衰变，变成氮。可以用它进行考 古
A
18
例题：本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变成 为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H。上述系 列衰变可记为下式：
E F G H
另一系列衰变如下： P Q R S
A.该核发生的α衰变
B.该核发生的β衰变
ab
C.磁场方向一定垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定
A
20