高中物理α、β衰变规律的比较 学法指导

高中物理α、β衰变规律的比较 学法指导

山东 王昭娟

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2、α衰变、β衰变次数确定的方法

（1）基本依据：核反应中的电荷数守恒、质量数守恒。

（2）方法：设放射性元素X 经过m 次α衰变和n 次β衰变后，变成稳定的新元素Y ，

则表示该核反应的方程为e n He m Y X 0

142A Z A Z -''++→，根据电荷数守恒、质量数守恒可列出方程n m 2Z Z ,m 4A A -+'=+'=

由以上式子可解得.Z Z 2

A A n ,4A A m -'+'

-='-=

因而可以确定α衰变、β衰变次数，实质上是可以归结为求解一个二元一次方程组。 3、典型例题

例1. Th 23290（钍）经过一系列α和β衰变，变成Pb 208

82（铅），下列说法正确的是（ ）

A. 铅核比钍核少8个质子

B. 铅核比钍核少16个中子

C. 共经过4次α衰变和6次β衰变

D. 共经过6次α衰变和4次β衰变

解析：由原子核符号的意义，很容易判定AB 正确。至于各种衰变的次数，由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为64

208

232x =-=（次）

再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判β衰变的次数y 应满足

,88290y x 2=-=-所以48x 2y =-=（次），即D 正确。答案ABD 。

例2. 铀（U 23892）经过α、β衰变形成稳定的铅（Pb 206

82），问在这一变化过程中，共转变

为质子的中子数是（ ）

A. 6

B. 14

C. 22

D. 32

解析：U 23892

衰变为Pb 206

82，需经过8次α衰变和6次β衰变，每经过一次β衰变就会有一个中子转变为质子，同时放出一个电子，所以共有6个中子转化为质子。答案A 。

例3. 如图所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后，产生的两种运动

粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是（ ）

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

解析：两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，无外力作用，动量守恒，说明原子核发生衰变后，新核与放出的粒子速度方向相反，若是它们带相同性质的电荷，则它们所受的洛伦兹力方向相反，则轨道应是外切圆，若它们所带电荷性质不同，则它们的轨道应是内切圆。图示的轨迹说明放出了正电荷，所以可能是α衰变或放出了一个正电子，故AC 正确。

本题仅仅只是判断衰变的种类，而没有判断轨迹是属于哪种粒子的。处于静止状态时的原子核发生的衰变，它们的动量大小相等，而新核的电量一般远大于粒子（α、β）的电量，

又在同一磁场中，由洛伦兹力提供向心力，其运动的半径qB mv

R ，此式的分子是相等的，

分母中电量大的半径小，电量小的半径大。所以，一般情况下，半径小的是新核的轨迹，半径大的是粒子（α、β或正电子）的轨迹。