天然放射现象
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6．如图所示，两相切的圆表示一个静止的 原子核发生某种变化后，产生的两种运动 粒子，在匀强磁场中的运动轨迹，可以判 断（ B ） A．原子核发生了 α 衰变 B．原子核发生了β 衰变 C．原子核放出了一个正电子 D．原子核放出了一个中子
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7．最近几年，原子核科学家在超重元素的探 测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究 某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现 生成的超重元素的核 经过6次 α衰变后的 产物是 ，由此，可以判定生成的超重元素 的原子序数和质量数分别是（ D ） A．124、259 B．124、256 C．112、265 D．112、277
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• 例题1： U衰变成 Pb的过程中( ABD ) • A、经过8次α 衰变，6次 β衰变 • B、中子数减少22个 • C、质子数减少16个 • D、有6个中子失去电子转化为质 子
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Hale Waihona Puke 例2某原子核A经过一次 β 衰变后变成原子 核B，B又经过一次 α 衰变后变成原子核C BC （ ）． A．原子核C的中子数比A少1 B．原子核C的质子数比A少1 C．原子核C的中子数比B少2 D．原子核C的质子数比B少4
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4．一种元素的几种同位素，它们的 （ BD ） A．中子数一定相同 B．质子数一定相同 • C．质量数一定相同 D．化学性质一定相同 • • 5．某放射性同位素经过两个半衰期后 （ CD ）． • A．原子核衰变掉50％ • B．原子核衰变掉25％ • C．原子核衰变掉75％ • D．放射强度减为原来的25％
U238在 衰变时产生的(钍)Th234也具有放射性， 放出 离子后变为（镤）Pa234，上述的过程可以用 下面的衰变方程表示：
衰变与人工核反应(含答案)
衰变与人工核反应一、基础知识（一）、天然放射现象、原子核的组成1、天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．2、原子核(1)原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．3、三种射线的比较（二）1．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．二、理解1．衰变规律及实质(1)两种衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：147N＋42He→178O＋11H.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：94Be＋42He→126C＋10n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27Al＋42He→3015P＋10n. 3015P→3014Si＋0＋1e.133．确定衰变次数的方法(1)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，则表示该核反应的方程为AX→A′Z′Y＋n42He＋m0－1eZ根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期(1)公式：N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，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和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 三、练习1、下列说法正确的是( )A ．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线B.232 90Th (钍)经过一系列α和β衰变，成为20882Pb(铅)，铅核比钍核少12个中子C ．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D ．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期 答案 A2、如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是( ) A ．α射线 B ．β射线C ．γ射线D ．三种射线都可以 答案 C解析 由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图甲可知，三种射线中γ射线穿透力最强，而α射线、β射线都不能穿透金属，所以答案为C. 3、 在下列4个核反应方程中，X 表示α粒子的是( )A.3015P →3014Si ＋XB.238 92U →234 90Th(钍)＋XC.2713Al ＋X →2712Mg ＋11HD.2713Al ＋X →3015P ＋10n答案 BD解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X 分别代表：01e 、42He 、10n 、42He ，选项B 、D 正确．4、(2012·重庆理综·19)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x ＋73Li →2y y ＋14 7N →x ＋17 8O y ＋94Be →z ＋12 6Cx 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是 ( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C解析 第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程，根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得，x 、y 、z 分别是11H 、42He 、10n ，C 正确5、 238 92U 是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图所示．请写出①、②两过程的衰变方程：①____________________________________________________；②___________________________________________________.答①210 83Bi(铋)→210 84Po 钋[pō]＋－1e ②210 83Bi →20681Tl [t ā]＋42He5、(2012·大纲全国·15)235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18答案 B解析 衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．先写出核反应方程：235 92U →207 82Pb ＋m 42He ＋n 0－1e根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程 235＝207＋4m 92＝82＋2m －n解得m ＝7，n ＝4，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．6、由于放射性元素237 93Np(镎)的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列判断中正确的是( )A.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少28个中子B.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 答案 BC 解析20983Bi的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少18个中子，A 错，B 对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C 对，D 错．7、(2011·海南·19(1))2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs(铯)两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).53131I和55137Cs原子核中的中子数分别是________和________．A．X1―→13756Ba＋10n B．X2―→13154Xe＋0－1eC．X3―→13756Ba＋0－1e D．X4―→13154Xe＋11p解析根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78,137Cs的中子数为137－55＝82.答案B C78828、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(42He)，则下面说法正确的是()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3D．X核与Z核的总电荷数是Y核电荷数的2倍：答案CD解析设原子核X的符号为a b X，则原子核Y为a b－1Y，a b X→0＋1e＋a b－1Y，11H＋a b－1Y→42He＋a－3b－2Z，故原子核Z为a－3b－2Z. 镤拼音[pú]核反应类型的判断9()A.32He＋21H→42He＋11H是聚变反应B.23892U→23490Th＋42He是人工转变C.23592U＋10n→9236Kr＋14156Ba＋310n是裂变反应D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变反应答案AC解析在核反应过程中，反应前后核电荷数和质量数分别守恒，选项B中的核反应是α衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项B、D错误，选项A、C正确．10、(2012·广东理综·18)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变答案AC解析β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A正确；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确．11、(1)现有三个核反应方程：①2411Na→2412Mg＋0－1e；②23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n；③21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.23592U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋0－1eD.42He＋94Be→126C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B 中X 的质量数和中子数．解析 (1)2411Na →2412Mg ＋ 0－1e 中Na 核释放出β粒子，为β衰变，235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n 为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变．而21H ＋31H →42He ＋10n 为聚变，故C 正确．(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核．D 是查德威克发现中子的核反应方程，B 是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A 是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程．②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88. 答案 (1)C (2)①D B A ②144 88 半衰期的考查12、一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m ，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T ，那么下列说法中正确的是( )A ．经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B ．经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C ．经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m8D ．经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M2答案 C解析 经过2个半衰期后矿石中剩余的铀元素应该有m 4，经过3个半衰期后矿石中剩余的铀元素还有m8.因为衰变产物大部分仍然留在矿石中，所以矿石质量没有太大的改变 13、 关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有( )A ．是原子核质量减少一半所需的时间B ．是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D ．可以用来测定地质年代、生物年代等解析 原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A 错，B 对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C 错，D 对． 答案 BD。
天然放射现象
天然放射现象天然放射现象是指自然界中广泛存在的一种现象，即某些物质会自发发出辐射。
这种放射现象在地球上很常见，而且具有不可预测性和广泛性。
天然放射现象涉及多种物质和过程，对人类生活和环境都有一定影响。
天然放射现象的种类天然放射现象可以分为多种类型，其中最常见的方式包括以下几种：1.放射性元素的自然衰变：放射性元素具有不稳定的原子核，会随时间自发发生衰变，并伴随着辐射的释放。
常见的放射性元素包括铀、钍和钾等。
2.宇宙射线：宇宙射线是太阳系外部来自宇宙的高能粒子流，它们穿过大气层并与地球大气和地表物质发生相互作用，产生次生辐射。
3.地球自身的放射：地球内部也存在放射性元素，如铀、钍、钾等，它们的放射能够通过地壳传播到地表，产生地壳辐射。
地球的内部核和地表活动也会产生放射性元素，如岩浆的喷发和地壳的变动等。
4.大气中的辐射：大气层中也存在一些带电粒子和高能辐射源，如雷电、核爆炸等产生的辐射。
天然放射现象的影响天然放射现象对人类和环境都会产生一定的影响，尤其是长期暴露在放射性辐射环境中的人类。
以下是一些主要影响：1.健康影响：长期接触高剂量的辐射可能导致癌症、生殖和遗传基因的突变等健康问题。
一些地区的天然放射性元素释放量较高，可能对当地居民的健康产生影响。
2.环境影响：天然放射现象会影响环境中的生物多样性和生态系统的平衡。
某些地区的天然放射水平较高，会导致当地植被和动物的数量和种类发生变化。
3.科学研究：天然放射现象也被广泛用于科学实验和研究中，尤其是核物理、地质学和气象学等领域对天然辐射的研究。
天然放射现象的防护针对天然放射现象的影响，人们可以采取一定的防护措施，减少辐射对人类和环境的损害：1.监测：定期监测地表和空气的辐射水平，了解当地天然辐射情况，及时采取措施。
2.限制暴露：减少暴露在放射性元素较高的区域，减少长时间接触放射性元素的可能性。
3.防护设备：在需要接触辐射性物质的情况下，使用合适的防护设备，如防护服、面罩等。
天然放射现象
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02
天然放射现象的应用领域
放射性同位素在医学中的应用
放射性同位素在医学中的应用
• 放射性同位素广泛应用于诊断和治疗疾病 • 例如：放射性碘治疗甲状腺癌、放射性核素骨扫描诊断 骨转移等
放射性同位素在医学中的优势
• 放射性同位素具有高度的灵敏性和特异性 • 可以准确地定位病变部位，提高治疗效果 • 放射性同位素治疗副作用较小，病人耐受性好
天然放射现象概述
01
天然放射现象的基本概念
天然放射现象的定义与原理
天然放射现象是指原子核自发地释放出射线
• 原子核不稳定，会自发地发生衰变 • 衰变过程中释放出能量，表现为射线 • 射线包括阿尔法射线、贝塔射线、伽马射线等
天然放射现象的原理
• 原子核衰变遵循一定的规律 • 衰变过程中，原子核的能量降低，转化为射线 • 射线的能量与原子核的衰变类型和衰变概率有关
天然放射现象的历史与研究现状
天然放射现象的历史
• 1896年，贝可勒尔发现天然放射现象 • 1902年，卢瑟福提出原子核模型 • 1911年，居里夫人发现镭和钋元素
天然放射现象的研究现状
• 目前已知的天然放射现象有几十种 • 对天然放射现象的研究广泛应用于医学、工业、农业等领域 • 天然放射现象的研究仍在不断深入，为人类社会的发展做出贡献
天然放射现象的种类与特点
天然放射现象的种类
• 阿尔法衰变：原子核释放出阿尔法射线，变成另一种原子核 • 贝塔衰变：原子核释放出贝塔射线，变成另一种原子核 • 伽马衰变：原子核释放出伽马射线，变成另一种原子核
天然放射现象的特点
• 自发性强：原子核衰变是自发进行的，不受外界条件影响 • 衰变概率与原子核性质有关：不同元素的原子核衰变概率不同 • 射线能量与原子核性质有关：不同元素的原子核释放的射线能量不同
天然放射现象
从原子核内部能够射出高能的粒子，说明原子核是一 个能量的宝库。
同学，下节再见
物质发射射线的性质称为
放射性。
1
具有放射性的元素称为放射 性元素。
创新微课
天然放射现象
放射性元素自发地放出射线的现 象，叫做天然放射现象。 原子序数大于或等1 于83的元素，都 能能自发地发出射线；原子序数小 于83的元素，有的也能放出射线。
创新微课
天然放射现象
创新微课
天然放射性与元素存在的（物理、化学）状态无关。 放射性表明原子核内部是有结构的。
二、居里夫妇发现新的放射性元素
居里夫妇发现了一种沥青中 含铀物质，测得1其发出的射 线比根据含铀量计算值强得 多。
天然放射现象
居里夫妇进一步研究发现，这1其中一种元素命名 为钋（Po）,另一种元素命名为镭 （Ra）。
创新微课
天然放射现象
三、天然放射现象
创新微课 现在开始
天然放射现象
天然放射现象
一、放射线的发现
创新微课
1
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看 不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
天然放射现象
铀的矿物能够发出看不见的射线
钡铀
1
云母
斜水钼 铀矿
翠砷铜 铀矿
铀钙 石矿
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天然放射现象
创新微课
天然放射现象 衰变
三种射线 性 质
组成 射线
电荷 数 2 -1 0
速度 0.1C
电离 作用 强
穿透 作用 很弱 较强 强
氦核 电子 光子
射线
≈C 较弱 C 很弱
射线
区分三种射线的方法： 1、用匀强电场：
+ β
γ
α
-
2、 用匀强磁场：
α
γ β
二、放射性元素的衰变
1、衰变： 原子核放出α或β粒子后，就变为新的原 子核，称为衰变。 2、衰变过程遵守的原则： 电荷数和质量数都守恒．
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
U238在α衰变时产生的钍234也具有放射 性，放出粒子后变为镤Pa，上述的过程可以用下 面的衰变方程表示：
238 92
U
234 90
Th
＋ ＋
4 2
He
0 -1
234 90
Th
234 91
Pa
e
说明：1. 中间用单箭头，不用等号； 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。
小结：
静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等， 方向相反 2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆
β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆
α衰变：原子核放出α粒子的衰变。
238 92
U Th He
234 90 4 2
通式表示：
M Z
X
M 4 Z 2
Y He
4 2
β衰变：原子核放出β粒子的衰变。
234 90 0 Th234 Pa 91 1 e
通式表示：
M Z
X Y e
天然放射现象
4、10g某放射性元素经过20天后还剩0.625g， 则该元素的半衰期是 5 天，如果再经过30天， 0.00977 还剩 g该元素。（结果保留三位有效 数字）
巩固练习:
1、下面的事实揭示出原子核具有复杂结构的是 D 粒子散射实验 A、 B、氢光谱实验 C、X光的发现 D、天然放射现象 2、完成下面的核反应方程式
226 88 214 82
Ra Pb
222 86 214 83
Rn Bi
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 4 变， 次 衰变。
238 92
U
234 90
Th4 ＋2Fra bibliotekHe衰变
234 90
Th
234 91
0 Pa＋ -1
e
衰变
衰变、半衰期 在放射性元素的原子核中： 结合 质子 中子 转化 中子 和
衰变
质子
电子
衰变
衰变、半衰期 为什么
射线经常是伴随 射线和 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 衰变，有的发生 衰变，同时 伴随着 辐射。这时射线中就会同时具有 、 和 三种射线。
衰变、半衰期
放射性元素衰变的快慢有一定的规律。
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．
半衰期表示放射性元素 衰变快慢的物理量。
衰变、半衰期
如：Na24的半衰期是2小时 10克Na经2小时 衰变了5克 剩 5克 又经2小时 又衰变2.5克 剩 2.5克 再经2小时 又衰变1.25克 剩 1.25克 10克Na24经6小时共衰变了8.75克 剩1.25克
练习三：
高中物理-原子核的组成
3.原子核又是由什么粒子组成的呢？
质子的发现
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质 子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一 个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量 的1836倍。
进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的 性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
• ……
原子核的组成
• 各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核 外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元 素周期表中的原子序数；
• 原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数， 它等于该元素原子量的整数部分；
• 在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一 个质子。这就是原子核内没有电子，又会放出 电子，产生β射线的原因。
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打 出了质子。------质子是原子核的组成部分。
原子核是否只是由质子组成呢？
？ 核的质量
核的电量
质子质量
质子电量
核的质量 质子质量
> 核的电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一 猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。
中子的发现
1932年英国物理学家查德威克又发现了中子， 通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相 同，但是不带电，是中性粒子。在对各种原子 核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子 核的两种基本粒子。
原子核的组成
• 氢原子核(H)最简单，它就是一个质子， 核外有一个电子绕着它转；
• 氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成 的，核外有2个电子绕着它转；
• 锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成 的，核外有3个电子分两层绕着它转；
• 铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成， 核外有4个电子分两层绕着它转；
第三章 2 放射性 衰变
2放射性衰变[学习目标] 1.了解放射性和天然放射现象，知道三种射线的实质和特征.2.了解衰变的概念，知道放射现象的实质就是原子核的衰变.3.了解半衰期的概念，知道半衰期的统计意义，并会计算半衰期．一、天然放射现象1．天然放射性：(1)1896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔发现，铀化合物能放出看不见的射线，这种射线可以使密封完好的照相底片感光．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素．(2)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种比铀放射性更强的新元素，命名为钋、镭．2．天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象．原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数较小的元素，有的也能放出射线．例如14 6C有放射性．二、衰变1．放射性衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变．2．衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．3．衰变方程举例：(1)α衰变：238 92U→234 90Th＋42He(2)β衰变：234 90Th→234 91Pa＋0－1e.4．原子核衰变前、后电荷数和质量数均守恒．三、三种射线的性质1．α射线：带正电的α粒子流，α粒子是氦原子核，α射线的速度只有光速的10%，穿透能力弱，容易被物质吸收，一张薄薄的铝箔或一层裹底片的黑纸，都能把它挡住．2．β射线：带负电的电子流，它的速度很快，穿透力强，在空气中可以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了．3．γ射线：本质上是一种波长极短的电磁波，波长约是X射线波长的1%，穿透力极强，能穿过厚的混凝土和铅板．四、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要的时间，叫做这种元素的半衰期．2．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，反映放射性元素衰变的快慢．3．半衰期是由原子核自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．1．判断下列说法的正误．(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．( × ) (2)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．( × ) (3)同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长．( × )(4)放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用．( √ )(5)氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核．( × ) 2．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的质量大约还有__________________________________． 答案m 16解析 由题意可知m 余＝3281.216m m ⎛⎫=⎪⎝⎭一、对三种射线性质的理解如图1为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图．图1(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？答案 (1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．(2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r ＝m v qB 可知，α粒子的m q 应大于β粒子的mq ，即α粒子的质量应较大．α、β、γ三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)质量4m p(m p＝1.67×10－27kg)m p1 836静止质量为零带电荷量2e －e 0 速率0.1c 0.99c c穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，不能穿透几毫米厚的铝片最强，能穿透厚的混凝土和铅板电离作用很强较弱很弱在电、磁场中偏转偏转不偏转例1一置于铅盒中的放射源可以发射α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图2所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图2答案γβ解析放射源可以发射α、β、γ三种射线，α射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，β射线和γ射线的穿透能力强，可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用会发生偏转，γ射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以题图中射线a是γ射线，射线b是β射线．1．对放射性和射线的理解：(1)一种元素的放射性，与其是单质还是化合物无关，这说明一种元素的放射性和核外电子无关．(2)射线来自于原子核，说明原子核是可以再分的．2．对三种射线性质的理解：(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α射线、β射线是实物粒子流，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，γ射线则不发生偏转．(3)α射线穿透能力弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离本领相反．针对训练1天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图3所示，由此可推知()图3A．②来自原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，是一种电磁波答案 D解析①射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力差，所以①射线是α射线，α射线是高速运动的氦核流，它的电离作用最强，选项B错误；②射线的穿透能力较强，能穿透纸但不能穿透几毫米厚的铝板，说明它是β射线，β射线来自于原子核，不是来自于原子核外的电子，选项A错误；③射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，③射线是γ射线，γ射线的电离作用最弱，穿透能力最强，它是能量很高的电磁波，故选项C错误，D正确．二、原子核的衰变规律与衰变方程如图4为α衰变、β衰变示意图．图4(1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？(2)当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？答案 (1)α衰变时，质子数减少2，中子数减少2.(2)β衰变时，核电荷数增加1.新核在元素周期表中的位置向后移动一位．1．衰变种类、实质与方程(1)α衰变：A Z X ―→A －4Z －2Y ＋42He实质：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被释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．如：238 92U ―→234 90Th ＋42He. (2)β衰变：A Z X ―→ A Z ＋1Y ＋0－1e.实质：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使电荷数增加1，β衰变不改变原子核的质量数，其转化方程为：10n ―→11H ＋0－1e. 如：234 90Th ―→234 91Pa ＋0－1e.(3)γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的． 2．衰变规律衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒． 3．确定原子核衰变次数的方法与技巧(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 Z X →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二元一次方程组．(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．例223892U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)20682Pb与238 92U相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程．答案(1)86(2)1022(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1eU衰变为20682Pb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解析(1)设23892238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变，而质子数增加1，故20682Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)衰变方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.1．衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“＝”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化．2．衰变次数的判断技巧(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.针对训练2在横线上填上粒子符号和衰变类型．(1)23892U→234 90Th＋________，属于________衰变；(2)23490Th→234 91Pa＋________，属于________衰变；(3)210 84Po→210 85At＋________，属于________衰变；(4)6629Cu→6227Co＋________，属于________衰变．答案(1)42Heα(2)0－1eβ(3)0－1eβ(4)42Heα解析 根据质量数和电荷数守恒可以判断：(1)中生成的粒子为42He ，属于α衰变．(2)中生成的粒子为 0－1e ，属于β衰变．(3)中生成的粒子为 0－1e ，属于β衰变．(4)中生成的粒子为42He ，属于α衰变．三、半衰期的理解和有关计算什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核，能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？答案 半衰期是某种放射性元素的大量原子核有半数发生衰变所用的时间．半衰期是统计规律，故无法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间．1．半衰期：表示放射性元素衰变的快慢． 2．半衰期公式：1/21/211=,=22ttT T N N m m 0⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭原余余，式中N 原、m 0分别表示衰变前的原子核数和质量，N 余、m 余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t 表示衰变时间，T 1/2表示半衰期．3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变．4．应用：利用半衰期非常稳定的特点，可以测算其衰变过程，推算时间等． 例3 (多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( ) A ．原子核全部衰变所需要的时间的一半 B ．原子核有半数发生衰变所需要的时间 C ．相对原子质量减少一半所需要的时间 D ．该元素原子核的总质量减半所需要的时间 答案 BD解析 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成为一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，故选项B 、D 正确．例4 (多选)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量来推算，测得该岩石中现含有铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半．铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图5所示，图中N 为铀238的原子数，N 0为铀和铅的总原子数．由此可以判断出( )图5A ．铀238的半衰期为90亿年B ．地球的年龄大致为45亿年C ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶4D ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3 答案 BD解析 半衰期是有半数原子核发生衰变所需要的时间，根据题图可知半数衰变的时间是45亿年，选项A 错误，B 正确；90亿年是铀核的两个半衰期，有34的铀原子核发生衰变，还有14的铀原子核没有发生衰变，根据衰变方程可知一个铀核衰变时产生一个铅核，故衰变后的铀、铅原子数之比约为1∶3，选项C 错误，D 正确．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．半衰期是一个统计规律，适用于对大量原子核衰变的计算，对于少数原子核不适用． 3．半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件都无关． 4．注意区分两个质量已发生衰变的质量1/2112t T m ⎡⎤⎛⎫⎢⎥- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，未发生衰变的质量1/212tT m ⎛⎫. ⎪⎝⎭针对训练3 大量的某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( ) A ．11.4天 B ．7.6天 C ．5.7天D ．3.8天答案 D解析 由于经过了11.4天还有18的原子核没有衰变，由m 余＝⎝⎛⎭⎫12n m 0，可知该放射性元素经过了3个半衰期，即可算出半衰期是3.8天，故D 正确．1．(三种射线的特性)(多选)天然放射性物质的射线包含三种成分，下列说法中正确的是( ) A ．α射线的本质是高速氦核流 B ．β射线是不带电的光子C ．三种射线中电离作用最强的是γ射线D ．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线 答案 AD解析 α射线的本质是高速氦核流，β射线是高速电子流，A 正确，B 错误；三种射线中电离作用最强的是α射线，C 错误；一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线，D 正确．2.(射线的区分)研究放射性元素射线性质的实验装置如图6所示．两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则( )图6A ．a 为电源正极，到达A 板的为α射线B ．a 为电源正极，到达A 板的为β射线C ．a 为电源负极，到达A 板的为α射线D ．a 为电源负极，到达A 板的为β射线 答案 B解析 β射线为高速电子流，质量约为质子质量的11 836，速度接近光速；α射线为氦核流，速度约为光速的110.在同一电场中，β射线的偏转程度大于α射线的偏转程度，由题图知，向左偏的为β射线；因α粒子带正电，向右偏转，说明电场方向水平向右，a 为电源正极，故B 正确，A 、C 、D 错误．3．(原子核的衰变)放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为232 90Th →22086Rn ＋x α＋y β，则( ) A ．x ＝1，y ＝3 B ．x ＝2，y ＝3 C ．x ＝3，y ＝1 D ．x ＝3，y ＝2答案 D解析 由衰变规律可知，β衰变不影响质量数，所以质量数的变化由α衰变的次数决定，由232 90Th变为220 86Rn ，质量数减少了232－220＝12，每一次α衰变质量数减少4，因此α衰变次数为3次；3次α衰变电荷数减少了3×2＝6个，而现在只减少了90－86＝4个，所以发生2次β衰变(每次β衰变电荷数增加1)，故x ＝3，y ＝2，故选项D 正确．4．(半衰期的相关计算)一个氡核222 86Rn 衰变成钋核218 84Po ，并放出一个α粒子，其半衰期T 1/2＝3.8天．(1)写出该核反应方程；(2)求32 g 氡经过多少天衰变还剩余1 g 氡．答案 (1)222 86Rn →218 84Po ＋42He (2)19解析 (1)根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知：该核反应方程是222 86Rn →218 84Po ＋42He.(2)根据半衰期公式可知，m 余＝1/21,2tT m ⎛⎫ ⎪⎝⎭原 解得t ＝3.8天×5＝19天．考点一 天然放射现象及三种射线1．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( ) A ．γ射线的贯穿作用 B ．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用答案 B解析由于α粒子电离作用较强，能使空气中的分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失．2．(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是()A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强B．β射线是电子流，其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿透几厘米厚的铅板D．以上三种说法均不正确答案BC解析α粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很强，A项错误；β射线是电子流，其速度接近光速，B项正确；γ射线的频率很高，穿透能力很强，可以穿透几厘米厚的铅板，C项正确，D项错误．3．如图1所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是()图1A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线答案 C解析γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C项对．4．(2021·洛阳一中高二期末)如图2所示为研究某未知元素放射性的实验装置．实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化，再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加．由此可以判断，放射源发出的射线最可能为()图2A．β射线和γ射线B．α射线和β射线C．β射线和X射线D．α射线和γ射线答案 D解析放射性元素可放射出的射线有三种：α射线、β射线和γ射线，三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，在电场中不偏转．由题述将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏的同一位置上每分钟闪烁的亮点数没有变化，可知穿过薄铝片的射线中只含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜内观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，根据α射线的穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知放射源发出的射线中还含有α射线，故放射源发出的射线最可能为α射线和γ射线，选项D正确．考点二原子核的衰变半衰期5．新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F2发生化学反应2X2O＋2F2===4XF＋O2之后，XF的半衰期为()A．2天B．4天C．8天D．16天答案 C解析放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，与原子核的化学状态无关，故半衰期不变，仍为8天，选项A、B、D错误，C正确．6．某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则() A．核C的质子数比核A的质子数少2B．核A的质量数减核C的质量数等于3C．核A的中子数减核C的中子数等于3D．核A的中子数减核C的中子数等于5答案 C解析原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子、1个质子，选项C正确，A、B、D错误．7．(多选)(2021·衡水中学期中)下列说法正确的是()A.226 88Ra衰变为222 86Rn要经过1次α衰变和1次β衰变B.238 92U衰变为234 91Pa要经过1次α衰变和1次β衰变C.232 90Th衰变为208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变D.238 92U衰变为222 86Rn要经过4次α衰变和4次β衰变答案BC解析原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，故A 错误；发生α衰变时放出42He，发生β衰变时放出电子0－1e，设238 92U衰变为234 91Pa发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋91＝92,4x＋234＝238，解得x ＝1，y＝1，故衰变过程为1次α衰变和1次β衰变，故B正确；设232 90Th衰变为208 82Pb发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程要经过6次α衰变和4次β衰变，故C正确；设238 92U衰变为222 86Rn 发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋86＝92,4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰变过程要经过4次α衰变和2次β衰变，故D错误．8．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约为3.8天，但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素222 86Rn的矿石，其原因是() A．目前地壳中的222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn的含量足够高C．当衰变产物218 84Po积累到一定量以后，218 84Po的增加会减慢222 86Rn的衰变进程D.22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期答案 A解析地壳中222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变，则A正确，B错误；放射性元素的半衰期与外界环境等因素无关，则C、D错误．考点三衰变综合问题9.(多选)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图3所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向．不计放出的光子的能量，则下列说法正确的是()图3A ．发生的是β衰变，b 为β粒子的径迹B ．发生的是α衰变，b 为α粒子的径迹C ．磁场方向垂直于纸面向外D ．磁场方向垂直于纸面向里答案 AD解析 由动量守恒定律，原子核发生衰变后两粒子运动方向相反，由左手定则知两粒子电性相反，故发生的是β衰变．静止的原子核发生β衰变时，根据动量守恒定律知，β粒子与反冲核的动量p 大小相等、方向相反，由半径公式r ＝m v qB ＝p qB知，两粒子做匀速圆周运动的半径与电荷量成反比，β粒子电荷量小，则其半径较大，即b 是β粒子的运动轨迹，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项A 、D 正确．10．一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444 g 砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )A ．222 gB ．8 gC ．2 gD ．4 g答案 D解析 原有氡222共444 g ，经过一个半衰期后有222 g 氡发生衰变，其衰变方程为222 86Rn → 218 84Po ＋42He ，但是衰变后生成的钋218还在左盘，也就是说，经过一个半衰期只有4 g 的α粒子从左盘放射出去，因此欲使天平再次平衡，右盘中只需取出4 g 砝码，故选项A 、B 、C 错误，D 正确．11.如图4所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域．调整电场强度E 和磁感应强度B 的大小，使得在MN 上只有两个点受到射线的照射，则下列判断正确的是( )图4A．射到b点的一定是α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线答案 C解析γ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，选项D错误．调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE＝qB v.已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项C正确，A、B错误．12．(多选)1941年，王淦昌提出了利用轻原子核的K俘获反应来探测中微子的方案，并在美国《物理评论》上发表了“关于探测中微子的一个建议”一文，当年即由J.S.阿伦根据这一方案首次确切地证明了中微子的存在．该实验被称为“王淦昌－阿伦实验”，为1942年国际物理学界重要成就之一．从1941年开始到1952年，物理学家按照王淦昌的建议，进行了一系列的实验，最终确认了中微子的存在．“轨道电子俘虏”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则()A．生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B．生成的新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等答案AD解析衰变前后质子数与中子数之和相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同，故A选项正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，故B选项错误；新核与原核质子数不同，不是同位素，故C选项错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，故D选项正确．13.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图5所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44.求：图5(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？答案 见解析解析 (1)因为两粒子的动量大小相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹．(2)设衰变后新生核的电荷量为q 1，α粒子的电荷量为q 2＝2e ，它们的质量分别为m 1和m 2，衰变后的速度分别为v 1和v 2，所以原来原子核的电荷量q ＝q 1＋q 2，根据轨道半径公式有r 1r 2＝m 1v 1Bq 1m 2v 2Bq 2＝m 1v 1q 2m 2v 2q 1， 又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m 1v 1＝m 2v 2，联立各式解得q ＝90e ，即这个原子核原来所含的质子数为90.14．天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90Th)和另一个原子核． (1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核的速度为v 2，且与铀核速度方向相同，试估算产生的另一种新核的速度．答案 (1)238 92U ―→234 90Th ＋42He (2)1214v ，方向与铀核速度方向相同 解析 (1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，有238 92U ―→234 90Th ＋42He.(2)由(1)知新核为氦核，设氦核的速度为v ′，一个核子的质量为m ，则氦核的质量为4m 、铀核的质量为238m 、钍核的质量为234m ，。
天然放射现象衰变
(C) β ，α ，γ 。 (D) β ，γ ， α 。
两种放射线探测方法：(1) 通过云室观察粒子的轨迹; (2)通过盖革管观察。
威尔逊云室示意图
盖革管
练习
1. 为什么说放射性表明原子核是有内部结构的?
2. 钍
元素发生一次α衰变后,变成了什么元素?
写出衰变方程式。
3. 什么是半衰期?
4. 将α ，β ，γ 三种射线按电离能力递增顺序排列应
该是
（B）
(A) α ，β ，γ 。 (B) γ ，β ， α 。
天然放射现象衰变
2020/8/18
一、天然放射现象 如图所示，放射性元素发出的射线，在垂直穿过真空 磁场时分成三束：
中间一束是不带电的，另两束分别带正负电荷，这 三种射线分别是 ，， 射线。
人们把物质能够发射射线的性质叫做放射性。 具有放射性的元素叫做放射性元素。 元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。
很弱
光速
很强
很弱
三、放射性元素的衰变 原子核由于自发地放射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粒子的衰变叫做 α衰变。 放出粒子的叫做 β衰变。 铀238 的衰变方程：
大量观察表明，核在衰变的过程中电荷数质量数 都是守恒的。
四、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。
实验证明，放射性元素的半衰期与它所处的物理状 态和化学状态无关。
222Rn 衰变 218Po ，半衰期 3. 8 天。
226Ra 238U
222Rn ，半衰期 1.62×103 年 。 234Th ，半衰期 4. 5 ×109 年。
五、放射性的探测
放射性元素α、β、γ射线都是看不见的射线，但可以根 据它与其他物质作用时产生的一些 现象来探知放射线的存 在。
天然放射现象
解：⑴由质量数守恒和电荷数守恒得： 1 50 B0 1n 2 4H e3 7Li
⑵由于α粒子和反冲核都带正电，由左手定则知， 它们旋转方向都是顺时针方向，示意图如右。
⑶由动量守恒可以求出反冲核的速度大小是103m/s
方向和α粒子的速度方向相反，由带电粒子在匀强
磁场中做匀速圆周运动的半径公式
α
r mv qB
例11. 03理综 22．K 介子衰变的方程为K 0
其中K 介子和 介 子带负的基元电荷， 0 介子不带电。
一个K 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹
为迹圆在弧P点A相P，切衰，变它后们产的生半的径RK
介子的轨迹为圆弧PB，两轨
与 R 之比为2：1。 0介子
的轨迹未画出。由此可知 的动量大小与 0 的动量大
可求得它们的半径之比是120∶7
5.核反应堆 目前的所有正式运行的 核电站都是应用裂变发电的。 核反应堆的主要组成是： ⑴核燃料。用浓缩铀（能吸收 慢中子的铀235占3%~4%）。 ⑵减速剂。用石墨或重水（使裂变中产生的收中子的能力很强）。
例10. 13．（12分）已经证实，质子、中子都是由
上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电
为 2 e ，下夸克带电为 1 e ，e为电子所带电量
3
3
的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个
夸克之间的距离都为 l , l1.51015m,试计
算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）
线
C.α射线和β射线的轨迹是圆弧
D.如果在铅盒和荧光屏间再加一
个竖直向下的场强适当的匀强电
场，可能使屏上的亮斑只剩下b
二、核反应
1.核反应类型
⑴衰变：
α衰变：2932U 8 293T 04 h4 2He（核内
高中物理《天然放射现象》知识及题型归纳
积盾市安家阳光实验学校《天然放射现象》知识及题型归纳天然放射现象是高考常考点。
对该知识的考查主要集中在：（1）三种射线的特性及鉴别；（2）半衰期的理解及用；（3）衰变规律及用一、三种射线的特性及鉴别种类带电量质量数符号电离性穿透性实质来源α射线+2e 4（p）很强最弱，纸能挡住高速的氦核流v≈0．1c两个中子和两个质子结合成团从原子核中放出β射线-e 0 弱较强，穿几mm铝板高速的电子流v≈c原子核中的中子转换成质子时从原子核中放出γ射线0 0 γ很小最强，穿几cm铅波长极短的电磁波原子核受激发产生的三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。
⑶图中γ肯打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。
例1、如图所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁声B，LL’为厚纸板，MN为荧光屏，今在屏上P点处发现亮斑，则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为（）A．a粒子，B垂直于纸面向外B．a粒子，B垂直于纸面向内C．β粒子，B垂直于纸面向外D．β粒子，B垂直于纸面向内解析：由于a粒子贯穿本领很弱，只能穿透几厘米空气，因此穿透厚纸板到达屏上P点处不可能是a粒子；由于粒子不带电，穿过B区域不会发生偏转，因此到达P点处的也不可能是γ粒子；由此可知，到达P点处的必然是β粒子。
又由于β粒子带的是负电，因此用左手则便可判断B的方向该是垂直于纸面向内。
所以选D。
二、半衰期的理解及用（1）义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。
（2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。
（3）特征：只由核本身的因素所决，而与原子所处的物理状态或化学状态无关。
（4）理解：搞清了对半衰期的如下错误认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。
天然放射现象三种射线α射线β射线γ射线α射线根据射线的偏转α
234 91
Pa
0 1
e
四、衰变的快慢---半衰期(T)
1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量
2.定义：放射性元素的原子核有半数发 生衰变所需的时间
不同的放射性元素其半衰期不同．
3.公式：
m
Байду номын сангаас
m0
(
1 2
t
)
注意：
(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的，与原子所处的物理、化学 状态无关
• 这些射线带不带电呢？
天然放射现象
放射型物质发出的射线有三种：
三种射线
• α射线 • β射线 • γ射线
α射线
•
根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可
以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组
成，我们把它叫做α射线，α射线由带正电的α 粒子组成.科学家们研究发现每个α粒子带的正 电荷是电子电荷的2倍，α粒子质量大约等于氦 原子的质量.进一步研究表明α粒子就是氦原子 核.
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
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．
放大了1000倍的铀矿 石
二、放射线的本质
• 在放射性现象中放出的射线是什么东西 呢？
• 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的 性质以外，还有些什么性质呢？
1/10光 速
接近光速
光速
贯穿能力
弱 较强 很强
电离能力
很容易 较弱 更小
三、原子核的衰变
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
天然放射现象名词解释
天然放射现象名词解释
天然放射现象是指自然界中存在的放射性物质,在不受人为干预的情况下,自行发射出辐射的过程。
这种辐射可以来自于物质内部的原子核,也可以来自于物质与物质的接触过程中。
天然放射现象在科学研究中有着广泛的应用。
例如,在医学领域中,可以通过检测人体内的放射性物质来了解其健康状况;在地质学中,可以通过检测天然放射性物质来了解地质构造和矿产资源的情况;在环境保护中,可以通过监测天然放射现象来了解环境中放射性物质的分布和变化。
除了科学研究外,天然放射现象也有着广泛的应用于日常生活中。
例如,在核能领域中,可以通过利用天然放射现象产生的能量来制造核能反应堆;在医学影像学中,可以通过检测放射性物质发出的辐射来制作CT扫描和MRI等成像技术。
尽管天然放射现象在科学研究和应用领域都有着重要的价值,但也存在着一些挑战和问题。
例如,天然放射现象的探测和测量难度较高,需要使用特殊的设备和技术;此外,由于天然放射现象产生的辐射具有一定的放射性,对人类和环境的影响也较大,需要采取相应的环境保护措施。
因此,对天然放射现象进行深入的研究和了解,有助于更好地认识自然界,推动科学技术的发展,同时也需要采取有效措施来保护人类和环境的安全。
2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子核
高考物理一轮复习《原子核》专题讲义[考点梳理]【考点一】原子核的组成1.天然放射现象（1）放射性与放射性元素:物质放射出射线的性质称为，具有放射性的元素称为放射性。
（2）天然放射现象:原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫作放射现象。
2.射线的本质（1）三种射线种类α射线β射线γ射线来源原子核内组成氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e -e 0质量4m p,m p=1.67×10-27 kg静止质量为零速度0.1c 0.99c c(光速)在电磁场中偏转与α射线的偏转方向相反不偏转穿透本领最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米的铝板最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱（2）射线的来源:射线来自，这说明原子核内部是有的。
3.放射性同位素的应用与防护a.放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质。
b.应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等。
c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。
4.原子核的组成（1）原子核由质子和中子组成，质子带电荷，电荷量与一个电子的电荷量，中子不带电。
质子和中子统称为核子。
（2）电荷数和质量数①电荷数(Z)= 数=元素的原子序数=原子的数。
②质量数(A)=核子数= 数+ 数。
注意:原子核的电荷数不是它所带的电荷量,质量数也不是它的质量。
（3）原子核常用符号A Z X表示，X为元素符号，A表示核的数，Z表示核的数(即原子序数)。
[典例1]在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入的研究。
如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A.①表示γ射线，③表示α射线B.②表示β射线，③表示α射线C.④表示α射线，⑤表示γ射线D.⑤表示β射线，⑥表示α射线【考点二】放射性元素的衰变1.原子核的衰变（1）定义:原子核放出粒子或粒子，会变成新的原子核，我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。
放射线的本质放射型物质发出的射线有三种天然放射现象三种讲课稿
•
由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透
本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.
β射线
• 与α射线偏转方向相反的那束射线带 负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β 射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进 一步研究表明β粒子就是电子.
• β射线的穿透本领较强，很容易穿透 黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.
γ射线
(2)半衰期是一个统计规律，只对大量 的原子核才适用，对少数原子核是不适 用的．
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．
练习1、关于α、β、γ三种射线，下列说法
中正确的是（ ）C
A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电 离作用最弱
B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流， 它具有中等的贯穿能力
• 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射 线，研究表明，γ射线的实质是一种波长 极短的电磁波，它不带电，是中性的.
• γ射线的穿透本领极强，一般薄金属 板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的 水泥墙和几厘米厚的铅板.
天然放射现象
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
放射线的本质放射型物质发出的 射线有三种天然放射现象三种
一、天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现， 铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这 种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质 发射射线的性质称为放射性．具有发射性的 元素称为放射性元素．元素这种自发的放出 射线的现象叫做天然放射现象．
由图可以判定（BD）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变 a
C、磁场方向一定垂直于 纸面向里
天然放射现象
天然放射现象年级：高三科目：物理期数：0108 编稿：曹树元审稿：曹树元录入：李霞[本周教诲信息][本周教授教化内容]第九章原子核一、天然放射现象1、1896年，法国物理学家贝克勒耳发改日然放射现象。
物质发射射线的性质叫做放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。
能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。
例：铀或含铀的矿物质，钋镭等差不多上天然放射性物质。
留意：①天然放射性并不是少数元素才具有的，原子序数大年夜于83的天然元素都具有放射性，原子序数小于83的天然元素，也有一些具有放射性。
例：2411Na, 3015P等。
②天然放射性现象的发明，打开了人们熟悉原子核内部世界的窗口，它不仅使人类熟悉到原子核也是具有构造的，同时，告诉人们原子核能够自发地改变为另一种原子核。
线，有的放射β射线，同时相伴γ射线，这时在放射性中就会同时有α、β、γ三种射线。
②α、β、γ、粒子差不多上从原子核里放射出来的，但不克不及认为这三种粒子确实是原子核的构成部分。
2、放射性元素的衰变①衰变：原子核因为放出某种粒子而改变为新核的变更叫原子核的衰变。
②三个守恒：衰变过程遵守质量数守恒、电荷数守恒和能量守恒的规律。
③两个位移定则：α衰变：M Z X →42--M Z Y+42Heβ衰变：M Z X →M Z 1+Y+01-He 3、半衰期：（τ）①半衰期：是放射性元素的原子核有折半产生衰变的时刻。
②公式：N=N 0(21)n ，n=τt 或m=m 0(21)n ，n=τtN(m)为放射性元素在几个半衰期后的原子核个数（质量）。
N 0(m 0)为放射性元素的初始原子核数（质量），n 为半衰期的倍数。
留意：①放射性元素衰变的速度是由核内部本身的身分决定的，而跟原子所处的物理状况（温度、压强、速度、受力等）和化学状况（单质、化合物等）无关。
②放射性元素的衰变规律是统计规律，只有用于含有大年夜量原子的样品（对有限数核不有用，不克不及由半衰期推算放射性样品完全衰变的寿命期）。
天然放射现象
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．
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
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
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
1、两种衰变：α衰变、β衰变
例：α衰变：
U 238
92
?
23940Th? 24He
β衰变：
23940Th? 29314Pa ? ?10e
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1932年１月底，查得威克得到这一论文， 约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约 里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守 恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福 预言、自己苦苦寻找了12年的中子。他 决定用云室的方法探测射线的速度和质 量。
他先测出射线的速度不到光速的十分之 一，排除了是γ射线的可能，又用弹性 碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的 质量与质子质量差不多。他还根据自旋 确定不带电的粒子不可能是由质子和电 子组合而成，只能是另一种新的独立粒 子，他称之为中子。就这样，仅用了十 天时间，成功地证实了这种中性射线就 是中子流。他当之无愧地成为“中子之 父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。
类第一次打开了原子核的大门。
为了认定新粒子，把新粒子引进电 场和磁场，测出了它的质量和电量， 确认与氢核相同：带有一个单位的 正电量，质量是电子质量的1800 多 倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的 符号是 H 或 P
在云室里做卢瑟福实验，还可以根 据径迹了解整个人工转变的过 程．英国物理学家布拉凯特在所拍 摄的两万多张照片的40多万条α粒子 径迹中，发现了８条产生分叉的记 录．
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
放射性污染和防护
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
盖革－弥勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研 制出的计数器用来检测放射性是非常方便的， 盖革管的结构如图所示：
窗口
阴极
阳极
粒子
接放 大器
四、放射性的应用与防护
核反应
卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧 光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒 子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定 是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。 这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人
核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明
质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类
继电子、光子后发现的第三个基本粒子。
原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程，------------核反应
在核反应中，质量数和电荷数都守恒
1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子 轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子， 而放出了一种新的射线．这种射线几乎不 能使气体电离，在电场和磁场中也不发生 偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强， 他们认为这是γ射线．经检测，射线的能 量在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰 变时发出的γ射线的能量．
27 13
Al
4 2
He
30 15
P
1 0
n
反应生成物P是磷的一种同位素，也有放 射性，像天然放射性元素一样发生衰变， 衰变时放出正电子，核衰变方程如下：
30 15
P
30 14
Si
0 1
e
用人工方法得到放射性同位素，这是一个
很重要的发现．后来人们用质子、氘核、
中子和光子轰击原子核，也得到了放射性
人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚 集在甲状腺内．给人注射碘的放射性同位素 碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻 近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器 质性和功能性疾病．
放射性的防护
（1）在核电站的核反应 堆外层用厚厚的水泥来防 止放射线的外泄
（2）用过的核废料要放 在很厚很厚的重金属箱内， 并埋在深海里
“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人 员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处 理棉花杂交的后代育成的．
（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物
研究等.
棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥， 把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸 收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作 物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分 布情况等，用通常的方法很难研究．如果用 磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上， 然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位 的放射性强度，上面的问题就很容易解决．
C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消 除化纤、纺织品上的静电
D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种， 也可以利用它杀菌、治病等
被不同剂量γ射线照射后的马铃薯8个月后的 情况，左上方的马铃薯没经过γ射线照射，右下 方的被γ射线照射的剂量最大，左下方保存最好的 马铃薯被γ射线照射的剂量适中。
9 4
Be
4 2
He
162
C
1 0
n
“机遇只偏爱有准备的头脑”
中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰 击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有 力的“炮弹”。在此以前，可供研究用的“炮弹”只 有天然放射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则 是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”，人 们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同 位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。
（3）在生活中要有防范 意识，尽可能远离放射源
核反应堆外层的厚厚的水泥建筑
小结：
1、核反应基本上可分为两大类：
一是自然衰变（天然放射性衰变），
238 92
U
23940Th
4 2
H
e
二是人工衰变（人工转变）
14 7
N
4 2
He
178
O11
H
9 4
Be
4 2
He
中子的核反应）
2、放射性同位素的应用
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。
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。
27 13
Al
24He
1350P
01n
30 15
P1340Si10e
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
人工放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子 轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还 探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同， 所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷， 更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发 射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放 射性也有一定的半衰期．原来，铝核被粒子 击中后发生了下面的反应
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。
(二)、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．
19.3《探测射线的方法》
天然放射现象
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 贯穿能力 电离能力
1/10光 速
最强(撞 弱(纸) 击原子核)
接近光速 较强(几毫米) 较弱
光速 很强(几十毫米)
很弱
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来
探知放射线的存在，这些现象主要是： 1、使气体电离
2、使照相底片感光
3、使荧光物质产生荧光
威耳孙云室
观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
射线径迹
射线径迹
径迹的长短和粗 细可以知道粒子的性 质；粒子轨迹的弯曲 方向可以知道粒子带 电的正负．
气泡室
气泡室里装的是液体，控制室内的温度和 压强，使室内的温度略低于液体的沸点，当气 泡室的压强突然降低时，液体的沸点降低因此 液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡 形成．通过照片上记录的情况，可以分析粒子 的带电、动量、能量等情况．
1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种 未知射线去轰击石蜡。
结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子．这是异常惊人的新 发现，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子 而打不出质子，γ光子的质量近乎０，电子也很轻，光子撞 击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量是电子的 1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击 石蜡的射线是γ射线，那么光子的能量应达55 MeV，这与 实际测得的射线能量10 MeV相去甚远．这射线在向约里奥 夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜的是，他们擦肩而 过，无缘相识。面对55MeV与10MeV的矛盾 ，他们还是十 分牵强地解释为其它的原因，并于1932年１月11日向巴黎 科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论。
分叉情况表明，α粒子击中氮核后， 生成一个新核，同时放出质子。新 核的电量较大速度较慢，径迹短而 粗；质子速度大，电量小，故径迹 细而长．根据核反应中质量数守恒 和电荷数守恒，可以写出这个发现 质子的核反应方程并得知氮核放出 质子后变成了氧核．
14 7
N
4 2
He
178
O
1 1
H
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子
同位素．
与天然的放射性物质相比，人造放射性同 位素：
1、放射强度容易控制 2、可以制成各种需要的形状 3、半衰期更短 4、放射性废料容易处理
放射性同位素的应用 （1）利用它的射线 A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内 部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．