天然放射现象衰变
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
天然放射线现象衰变
4、人类认识原子核的复杂结构和它 的变化规律，是从发现天然放射现象 开始的。
放大了1000倍的铀矿石
二、放射性元素的衰变
1、 衰变
• 原子核放出一个 粒子后，变成一个新的原
子核，这种衰变称为 衰变。
• 例如：
•
U 238
92
23940Th
24He
通式为
M Z
X
MZ
Y 4
2
24He
2、 衰变
六、放射性污染和防护 过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界
产生破坏作用． 20世纪人们在毫无防 备的情况下研究放射性
遭原子弹炸后的广岛
为了防止一些人工合成的放射性 物质以及一些天然物质所放出的 过量放射性对人类和自然界的破 坏，人们需要采取有效的防范措 施．
如：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；用过的核废料要放在很厚的 重金属箱内，并埋在深海里等．
关于放射性同位素的应用，下列说法正 确的是（ D ） A.利用γ射线使空气电离，把静电荷除去
B.利用β射线照射植物的种子，使产量显 著增加
C.利用α射线来治疗肺癌、食道癌等
D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位 素的化学性质相同，作为示踪原子
关于放射性同位素的说法正确的是（ B ）
A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素， 是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好
B.输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同 位素探测其射线，确定漏油位置
C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是 较少，经济上不合算
D.放射性元素被植物吸收，其放射性能将发生改变
Rn
2
e 214
82
Pb
放射性衰变原理：原子核自发地放射出射线或粒子的过程
放射性衰变原理：原子核自发地放射出射线或粒子的过程引言放射性衰变是一种自然现象，指的是原子核自发地放射出射线或粒子的过程。
这一过程是不可逆的，且其速率是不受外界因素影响的。
放射性衰变具有重要的科学和实际意义，是现代核物理研究的基石之一。
本文将介绍放射性衰变的基本原理、衰变类型以及其在科学和技术领域的应用。
第一章放射性衰变的基本原理放射性衰变是指放射性同位素在一定时间后自发地变为其他同位素的过程。
这一过程是由于原子核中的粒子重新排列所导致的。
在原子核中，质子和中子通过强相互作用相互结合形成核力，而核力的作用范围仅限于原子核的范围内。
然而，核力无法克服质子之间的静电排斥力，因此原子核中的质子和中子的数量要保持相对平衡。
当一个原子核的质子和中子之间的平衡被打破时，核力无法维持核的稳定，于是核会经历衰变。
放射性衰变的过程可以分为三种类型：α衰变、β衰变和γ衰变。
在α衰变中，原子核会放出一个α粒子，即由两个质子和两个中子组成的氦离子。
在β衰变中，质子会转化为中子或中子会转化为质子，同时放出一个β粒子，即高速运动的电子或正电子。
γ衰变是指原子核通过放出γ射线来释放能量。
第二章放射性衰变的衰变类型α衰变是放射性同位素最常见的衰变类型之一。
许多重元素的同位素会经历α衰变来变得更稳定。
α衰变的过程中，原子核的质量数减少4，原子序数减少2。
这种衰变过程释放出大量的能量，因为α粒子具有很高的动能。
α粒子的质量很大，因此其穿透能力较弱，很容易被阻挡。
β衰变是指原子核中的一个质子或中子转化为另一种粒子的过程。
在β衰变的过程中，质子转化为中子时会放出一个正电子，而中子转化为质子时会放出一个电子。
这种衰变过程是由于弱相互作用所导致的，释放的能量相对较小。
β粒子具有较高的速度和较小的质量，因此其穿透能力比α粒子要强。
γ衰变是放射性同位素中最常见的衰变类型。
在γ衰变中，原子核并不改变其质子和中子的数量，而是通过释放γ射线来释放能量。
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。
高考物理复习 考题精选 天然放射现象衰变
拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（126）——天然放射现象衰变1、约里奥－居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P 衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________________，P 是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图46－3所示，请估算4 mg 的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg.答案解析：P 衰变的方程：P→Si ＋e，即这种粒子为正电子．题图中纵坐标表示剩余P的质量，经过t天4 mg 的P还剩0.25 mg，也就是1 mg 中还剩mg＝0.062 5 mg，由题图估读出此时对应天数为56天．答案：正电子56天(54～58天都算对)2、在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比为7∶1，如图46－2所示，那么，碳14的衰变方程是( )图46－2A.C―→He ＋BeB.C―→＋1e ＋BC.C―→－1e ＋ND.C―→H ＋B答案解析：因r＝mv/qB，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m1v1＝m2v2，所以＝/，得＝.答案：C3、放射性同位素Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是( )A．2 h B．1.5 hC．1.17 h D．0.75 h答案解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6 h为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2 h，也可根据m余＝m 原·得＝，T＝2 h.答案：A4、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46－1所示，由此可推知( )图46－1A．②来自于原子核外的电子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，属于原子核内释放的光子答案解析：本题考查学生对天然放射现象中三种射线的认知能力．由图可知：射线①贯穿能力最弱，为α射线，本质是氦核(He)，其电离能力最强；射线③贯穿能力最强，为γ射线，本质是电磁波(光子流)，其电离能力最弱；射线②为β射线，本质是电子流，综上所述，只有D正确．答案：D5、具有天然放射性的90号元素钍的同位素钍232经过一系列α衰变和β衰变之后，变成稳定的82号元素铅208。
放射性衰变用于确定岩石和化石年龄
放射性衰变用于确定岩石和化石年龄放射性衰变是一种自然现象，利用这一现象可以确定岩石和化石的年龄。
放射性衰变法是地球科学中常用的一种测年方法。
通过分析岩石和化石中的放射性同位素的含量和衰变产物的比例，科学家可以推断它们形成的时间。
本文将重点讨论放射性衰变法的基本原理、常用的放射性同位素及其应用。
放射性衰变是指放射性同位素在一定时间内自发地衰变成其他元素的过程。
这种衰变过程是随机的，但却具有确定的（半衰期）时间。
在一个元素的放射性同位素衰变成另一个元素的过程中，会经历多次衰变。
每一次衰变都有一定的概率发生，因此可以通过统计分析衰变过程中产生的衰变产物的比例，来得到衰变发生的时间。
在地球科学中常用的放射性同位素有铀（U）、钍（Th）和钾（K）系列。
这些同位素的衰变速率是已知的，所以可以用来测定岩石和化石的年龄。
其中，最常用的是铀-铅（U-Pb）测年以及钾-钕（K-Ar）测年。
铀-铅（U-Pb）测年是通过测量岩石或矿物中的铀和铅同位素的比例来确定其年龄。
铀具有两个放射性同位素：铀238（U-238）和铀235（U-235），它们衰变成铅206（Pb-206）和铅207（Pb-207）。
通过测量岩石或矿物中这两对同位素的比例，可以计算出样品的年龄。
钾-钕（K-Ar）测年是通过测量岩石或矿物中钾和钕同位素的比例来确定其年龄。
钾同位素有三个：钾39（K-39）、钾40（K-40）和钾41（K-41）。
钾40衰变成钙40（Ca-40）和钕40（Nd-40），钾40的半衰期非常长，约为13.8亿年。
通过测量样品中钾40和钕40的比值，科学家可以计算出样品的年龄。
放射性衰变测年方法在确定岩石和化石的年龄方面具有很大的优势。
首先，放射性衰变是一种自然过程，不受外界环境的影响。
其次，放射性同位素的衰变速率是恒定的，已经通过实验进行了精确测量，因此可以得到准确的年龄。
再者，放射性衰变法可以测定的年龄范围很广，从数百年到数十亿年都可以。
教科版高中物理选修3-5：《放射性 衰变》课件1-新版
半衰期的理解及计算
【典例3】 地球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性 元素的衰变规律来推测的．通过对目前发现的最古老的岩石中 铀和铅含量的测定，测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期 时(岩石形成初期不含铅)的一半．铀238衰变后形成铅206，铀 238的相对含量随时间的变化规律如图3-2-4所示．图中N为铀 238的原子数，N0为铀和铅的总原子数，则由此可以断定：
α粒子和β粒子衰变的实质 α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的．当 发生α衰变时，原子核中的质子数减少2，中子数也减少2，因 此新原子核的电荷数比未发生衰变时的原子核的电荷数少2， 为此新原子核比原来的原子核在元素周期表中的位置向前移动 两位． β衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子，即放出一个β粒 子，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1，但β衰 变不改变原子核的质量数，所以发生β衰变后，新原子核比原 来的原子核在周期表中的位置向后移动一位．
很强
与α射线 反向偏转 较强穿透几毫 米的铝板
较弱
不偏转
最强穿透几厘 米的铅板 很弱
研究放射性的意义 如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在， 还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响．也就是说， 放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关．因此， 原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构．
得8－6＝8×12 Tt ＝2 即放射性元素从8 g衰变为6 g余下2 g时需要2个半衰期． 因为t＝6天，所以T＝2t ＝3天，即半衰期是3天． 而余下的2 g衰变1 g需1个半衰期T＝3天． 所以此后它再衰变1 g，还需3天． 答案 3天
；具有放射性的元素叫
二、三种射线的本质
α 射线实际上就是 氦原子核，速度可达到光速的
1放射性元素的衰变
变式训练
1．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在 放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅 度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场 ，计数器的计数率不变，则x可能是( C )
A．α和β的混合放射源 B．纯α放射源 C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源
分析：1.加L后，计数率大幅度减小说 明，含有穿透力很弱的粒子，α粒子。
解析：选 B.对 60 天时间，甲元素经 4 个半衰期，乙元
素经 2 个半衰期，由题知 M 甲(12)4＝M 乙(12)2，则 M 甲∶
M 乙＝4∶1，故 B 正确．
M余=M原(1/2）n.和n=t/T的应用
香烟中的钋
美国最新的一份调查报告，揭开了一个有关香 烟的惊人秘密：数家国际烟草公司，明知香烟里含 有一种叫钋-210的致命放射性元素，却隐瞒公众长 达40年之久。
练习3：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 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
求衰变次数
思考： 23892U (铀)要经过几次α衰变和β衰变，才 能变为 206 82Pb(铅)？它的中子数减少了多少？
4 2
He
1 10
电子
0 1
e
接近c
贯穿本领 最弱
较弱
电离本领 最强
较弱
光子
c
最强
最弱
第二节放射性元素的衰变
同学们有没有听说过点石成金的传说， 或者将一种物质变成另一种物质。
你相信石头真的会变成金子吗？ 你相信铜能变成锌吗？ 你相信磷能变成硫吗？
放射性实验揭示放射性衰变现象
放射性实验揭示放射性衰变现象放射性是一种广泛存在于自然界中的现象，它是指具有自发性核转变过程的物质，包括α射线、β射线和γ射线。
放射性实验的研究揭示了放射性衰变现象，为我们深入了解这一现象提供了重要的理论和实证基础。
在放射性实验中，科学家发现了一些令人惊讶的现象。
首先，他们发现放射性物质会自发地发出射线，这是一种自然界中独特的现象。
这些射线可以穿过许多物质，包括金属和人体组织，这使得放射性物质具有很强的透射能力和辐射效应。
其次，科学家还观察到，放射性物质在一定时间内会发生衰变。
放射性衰变是指放射性物质中的原子核发生改变，转变为其他元素或同位素的过程。
这种衰变是随机的，具有一定的不确定性。
通过放射性实验的研究，科学家发现了几种不同类型的衰变方式：α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指放射性物质中的原子核放出α粒子的过程。
α粒子是一个带有两个质子和两个中子的重粒子，其带电量为正。
在α衰变过程中，原子核的质量减少，但原子序数减少2，相应地产生一个新的元素。
例如，钚-239衰变为铀-235。
β衰变是指放射性物质中的原子核放出β粒子（电子或正电子）的过程。
在β衰变过程中，原子核中的中子可以转变为质子或质子可以转变为中子。
这种转变导致质子数或中子数的变化，从而使原子核转变为一个新的元素或同位素。
例如，锕-227衰变为镐-227。
γ衰变是指原子核处于激发态时，通过发射γ射线回到基态的过程。
γ射线是一种高能量的电磁波，具有极强的透射能力。
γ射线的能量取决于原子核的特性，不会改变原子核中的质量数和原子序数。
通过放射性实验的研究，科学家还可以解释放射性元素的半衰期现象。
半衰期是指放射性元素的衰变过程中，其初始数量减少到一半所需要的时间。
半衰期的长短取决于放射性元素的特性，例如核的稳定性和衰变方式等。
通过对半衰期的测定，科学家可以推导出放射性元素的衰变速率和衰变常数，进而深入了解放射性元素的行为规律。
放射性实验对于研究放射性衰变现象具有重要的意义。
天然放射现象
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
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 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
第五讲 放射性 衰变1
以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了； γ射线本质上是一种波长极短的电磁波，穿透力极强，能穿过厚的混
凝土和铅板。
3.衰变方程举例： (1)α 衰变：23982U→23940Th＋42He (2)β 衰变：23940Th→23941Pa＋－01e.
m
m
A. 4
B. 8
答案 C
m C.16
m D.32
四、放射性的应用： 放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作
用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性. 1、利用射线的特性 ①α射线：α射线带电量较大，利用其能量大、电离作用强的特性可 制成静电消除器等。 ②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时，由透射或反射后 的衰减程度来测量薄物的厚度或密度。 ③γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以 用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。
答案 B 【解析】由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一 张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是 伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．故B 不正确；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电 子，来源于原子核，故D正确。
【例 2】 原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th，
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。
106.天然放射性现象 衰变
天然放射性现象 衰变高考试题1．（2006年·重庆理综）14C 是一种半衰期为5730年的放射性同位素，若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约 A ．22920年 B ．11460年 C ．5730年 D ．2865年提示：根据半衰期的定义，剩余14C的质量与原来的质量的关系为012()t Tm m =，依题意知，014m m =，解得211460t T ==年．B 选项正确．2．（2005年·辽宁文理大综合）如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是A ．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B ．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C ．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D ．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线提示：γ射线不带电，故乙是γ射线；α射线带正电，由左手定则可判断丙是α射线；同理判断甲是β射线． 3．（2004年·全国理综Ⅰ）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 －－α→F －β→G －－α→H ，另一系列衰变如下：P －β→Q － －β→R －－α→S ，已知P 是F 的同位素，则 A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素提示：448213,A A A A Z Z Z Z E F GH ------→→→由于P 是F 同位素，则4212B B B B Z Z Z Z P Q R S ----→→→，可知，是同位素的有E 和R ，G 和Q ，F 和S ． 4．（2004年·江苏）下列说法正确的是A ．α射线与γ射线都是电磁波D ．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C ．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D ．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量 5．（2004年·北京春招）钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子 B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子 C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子6．（2003年·江苏）铀裂变的产物之一氦90（9036Kr ）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（9040Zr ），这些衰变是 A ．1次α衰变，6次β衰变 B ．4次β衰变C ．2次α衰变D ．2次α衰变，2次β衰变 7．（2003年·江苏理综）下列衰变中，属于α衰变的是A ．2424011121Na Mg e -→+ B ．234234090911Th Pa e -→+ C ．238234492902U Th He →+D ．3130015141P Si e -→+8．（2002年·上海）图中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束，以下判断正确的是A ．a 为α射线、b 为β射线B ．a 为β射线、b 为γ射线C ．b 为γ射线、c 为α射线D ．b 为α射线、c 为γ射线9．（2001年·广东大综合）原子序数大于92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 A ．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4 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 10．（2000年·全国）最近几年,原子核科学家在超重元素岛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X Z A经过6次α衰变后的产物是253100M F ．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 A ．124、259 B ．124、265 C ．112、265 D ．112、277 11．（2000年·上海）关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是A ．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B ．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D ．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱 12．（2000年·天津理综）下面正确的说法是①β射线粒子和电子是两种不同的粒子 ②红外线的波长比X 射线的波长长 ③α粒子不同于氮原子核 ④γ射线的贯穿本领比α粒子的强 A 、①② B 、①③ C 、②④ D 、①④ 13．（2000年·天津理综）光子的能量为hv ，动量的大小为chv，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时只发出一个γ光子，则衰变后的原子核 A ．仍然静止 B ．沿着与光子运动方向相同的方向运动 C ．沿着与光子运动方向相反的方向运动 D ．可能向任何方向运动 14．（1999年·全国）下列说法正确的是A ．22688a R 衰变为22286n R 要经过1次α衰变和1次β衰变 B ．23892U 衰变为23491a P 要经过1次α衰变和1次β衰变 C ．23290Th 衰变为20882b P 要经过6次α衰变和4次β衰变 D ．23892U 衰变为22286n R 要经过4次α衰变和4次β衰变15．（1998年·全国）天然放射性元素Th （钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb （铅）．下列论断中正确的是 A ．铅核比钍核少24个中子 B ．铅核比钍核少8个质子C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变 16．（1995年·全国）放射性元素的样品经过6小时后还有1/8没有衰变，它的半衰期是A ．2小时B ．1.5小时C ．1.17小时D ．0.75小时 17．（1993年·全国）若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A :m B A ．30:31 B ．31:30 C ．1:2 D ．2:118．（1990年·全国）23290Th （钍）经过一系列α和β衰变，成为20882Pb （铅）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19．（2002年·上海）完成核反应方程：23490Th→23491Pa ＋____________．23490Th 衰变为23491Pa 的半衰期是1.2分钟，则64克23490Th 经过6分钟还有________克尚未衰变． 【答案】e 01 ，220．（2001年·上海理综）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的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半．铀238的相对含量随时间变化关系如图所示．由此推断，地球的年龄大致为_______________．地球为什么会成为生命的摇篮？试分析地球的宇宙环境和地理环境的特点与生命物质存在条件的关系，并用直线相连．地球磁场①a．地球表面存在大气层地球的质量与体积②b．削弱到达地面的紫外线地球与太阳的距离③c．水经常能处于液体状态地球大气中的臭氧层④d．削弱宇宙射线对生命的伤害【答案】大于45亿年；②——a，③－－c，④——b21．（1991年·全国）两个放射性元素的样品A和B，当A有15/16的原子核发生了衰变时，B 恰好有63/64的原子核发生了衰变．可知A和B的半衰期之比τA:τB=______________．【答案】3:2训练试题22．以下哪些实验现象说明原子核内部有复杂的结构A．α粒子散射实验B．光电效应C．原子的线状光谱D．天然放射现象23．天然放射现象能放射出三种射线，即α射线、β射线和γ射线，这三种射线中A．使空气电离作用最强的是α射线B．贯穿物质本领最大的是γ射线C．质量最大的是α射线D．速度最大的是β射线24．对于同种元素的两种同位素，原子核内的A．核子数相同B．质子数相同，中子数不同C．质子数不同，中子数不同D．质子的质量数相同25．用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变A．把该元素放在低温处B．把该元素密封在很厚的铅盒子里C．把该元素同其他的稳定的元素结合成化合物D．上述各种方法无法减缓放射性元素的衰变U经3次α衰变和2次β衰变后变一个新核．这个新核的质子数为26．23892A．88 B．84 C．138 D．22627．有一种衰变叫EC衰变，EC衰变发生于核内中子数相对过少的放射性原子核，核内的）并发射出一个中微子而转变为一个中一个质子（11H）可以俘获一个核外电子（01e子（10n），经过一次EC衰变后原子核的A．质量数不变，原子序数减少1B．质量数增加1，原子序数不变C．质量数不变，原子序数不变D ．质量数减小1，原子序数减少1提示：核反应方程为101110H e n v -+→+，由此可知，质量数不变，但电荷数减少1，故A 选项正确．28．原子核A 发生α衰变后变为原子核X a b ，原子核B 发生β衰变后变为原子核Y d c ，已知原子核A 和原子核B 的中子数相同，则两个生成核X 和Y 的中子数以及a 、b 、c 、d的关系可能是A ．X 的中子数比Y 少1B ．X 的中子数比Y 少3C ．如果2a d -=，则3b c -=D ．如果2a d -=，则1b c -=提示：原子核发生一次α衰变其质子数和中子数都减少2，发生一次β衰变其质子数增加1而中子数减少1，故A 、C 两选项正确．29．静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，则 A ．α粒子与反冲核子的动量大小相等，方向相反 B ．原来放射性元素的原子核电荷数为90 C ．反冲核的核电荷数为88D ．α粒子和反冲核的速度之比为1∶88提示：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即：α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反．由于释放的α粒子和反冲核都在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动．由2mv Bqv R =，得mv R Bq=．若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则 对α粒子，有112P R B e= 对反冲核，有22(2)P R B Q e =-，而P 1=P 2，R 1∶R 2=44∶1解得Q =90它们的速度大小与质量成反比，故D 错误，正确选项为A 、B 、C ．30．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．下列有关放射性知识的说法中正确的是A ．23892U 衰变成20682Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变B ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D ．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本项远比γ射线小 31．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（22286Rn ），由于衰变，它放射出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42︰l ，如图所示．那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个A ．022222286871Rn Fr+e -→ B ．222218486842Rn Po+He → C ．222222086851Rn At+e →D ．222220286851Rn At+H →32．美国科研人员在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（6328Ni ）和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生衰变时释放的电子从电源内部到达铜片，把镍63和铜片做电池的两极从而为外接负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是A ．镍63的衰变方程是Cu Ni 6327016328+→-e B ．镍63的衰变方程是Cu Ni 6429016328+→-eC ．外接负载时镍63的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从镍到铜片提示：由电荷数守恒和质量数守恒可知A 、B 选项错误，由于镍63放出电子，故带正电，电势比铜片电势高，C 选项正确，电流方向从铜片到镍，D 选项错误．33．如图所示为用于火灾报警的离子式烟雾传感器原理图，在网罩1内有电极板2和3，a 、b 端接电源，4是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使气体电离的粒子．平时镅放射出来的粒子使两个电极间的空气电离，形成较强的电流，发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟的颗粒吸收空气中的离子和镅放射出来的粒子，导致电流变化，报警器检测出这种变化，发出报警．有关这种报警器的下列说法正确的是A ．镅放射出来的是α粒子B ．镅放射出来的是β粒子C ．有烟雾时电流减弱D ．有烟雾时电流增强 34．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核（称为子核），并且放出一个中微子的过程，中微子的质量极小，不带电，很难被探测到，人们最早是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．关于一个静止的母核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面的说法中正确的是 A ．母核的质量数等于子核的质量数 B ．母核的电荷数小于子核的电荷数 C ．子核的动量与中微子的动量相同 D ．子核的动能大于中微子的动能35．图中R 是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内是匀强磁场，LL ′是厚纸板，MM ′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O 、P 两点处有亮斑，下列说法正确的是A ．磁场方向平行纸面竖直向上，到达O 点的射线是β射线，到 达P 点的射线是α射线B ．磁场方向平行纸面竖直向下，到达O 点的射线是α射线，到 达P 点的射线是β射线C ．磁场方向垂直纸面向外，到达O 点的射线是γ射线，到达P 点的射线是α射线D ．磁场方向垂直纸面向里，到达O 点的射线是γ射线，到达P 点的射线是β射线1O PM M ′36．我国科学家在对放射性元素的研究中，进行了如下实验：如图所示，以MN 为界，左、右两边分别是磁感应强度为2B 和B 的匀强磁场，且磁场区域足够大．在距离界线为l 处平行于MN 固定一个长为s 光滑的瓷管PQ ，开始时一个放射性元素的原子核处在管口P 处，某时刻该原子核平行于界线的方向放出一质量为m 、带电量为e 的电子，发现电子在分界线处速度方向与界线成60°角进入右边磁场，反冲核在管内匀速直线运动，当到达管另一端Q 点时，刚好又俘获了这个电子而静止．求：（1）电子在两磁场中运动的轨道半径大小（仅用l 表示） 和电子的速度大小； （2）反冲核的质量．【答案】（1）4l ，meBl 4或43l ，43eBl m ；（2）203ml s π或169mls π．解析：由题意知有两种可能轨迹， 分别如图甲、乙所示． 对于图甲所示的情况： （1）R 1=l +R 1sin30°，即R 1=2l由R 1=Be mv 2，R 2=eB mv得R 2=2R 1=4l ，v =meBl4（2）运行时间t =2×61T 1+32T 2 =2×B e m 2261π⨯+eB m π232⨯=53m eBπ反冲核的速度V =35seBst m π=由动量守恒mv －MV =0得反冲核的质量M ==V mv 203mlsπ [或将s= 2(R 2sin60°－R 1sin60°)=23l代入得9M =]对于图乙所示的情况：（1）由图乙可得l =R 1+R 1sin30°，R 1=23l由R 1=B e mv 2，R 2=eB mv得R 2=2R 1=l 34，v =meBl34（2）运行时间：t =2×31T 1+31T 2=2×1232m e B π⨯+123m eB π⨯=43meBπB反冲核的速度V =34seBst mπ=由动量守恒mv －MV =0得反冲核的质量M ==V mv 169mlsπ（或将s=2R 1cos30°=3代入得M =9m ）。
放射性衰变放射性核素的衰变规律
放射性衰变放射性核素的衰变规律放射性衰变是一种自然现象，指的是放射性核素在时间上逐渐减少自身的不稳定性。
本文将深入探讨放射性衰变的规律，并解释放射性核素的衰变过程。
一、放射性衰变的概念及特点放射性衰变是指放射性核素发生自发性的衰变现象，通过释放射线和/或粒子来达到更稳定的状态。
放射性衰变具有以下几个特点：1. 随机性：放射性衰变是完全随机的，不受任何外界影响。
2. 自发性：放射性核素在不依赖外界因素的情况下自行发生衰变。
3. 不可逆性：放射性核素一旦发生衰变，就无法逆转。
二、放射性衰变类型及衰变规律放射性衰变可以分为α衰变、β衰变和γ衰变。
下面将逐一对三种衰变类型进行阐述。
1. α衰变α衰变是指放射性核素通过释放氦离子（α粒子）来衰变。
α粒子包括两个质子和两个中子，其电荷为+2。
α衰变的衰变规律符合指数衰减定律，即放射性核素的数量随时间按指数函数减少。
衰变速率与放射性核素的数量成正比，可以用以下公式来计算α衰变的放射性核素数量N：N = N0e^(-λt)其中，N是某一时刻的放射性核素数量，N0是初始放射性核素数量，λ是衰变常数，t是经过的时间。
2. β衰变β衰变是指放射性核素通过释放电子（β粒子）或正电子（β+粒子）来衰变。
β衰变可以进一步分为β-衰变和β+衰变。
β-衰变的衰变规律与α衰变相似，也符合指数衰减定律。
β+衰变则是通过正电子与电子的相遇并湮灭，释放出γ光子。
3. γ衰变γ衰变是指放射性核素通过释放γ光子来衰变。
γ光子是高能量电磁波，具有较强穿透力。
γ衰变的衰变规律较为特殊，不依赖于时间或数量的指数函数。
放射性核素的γ衰变是连续的，直到衰变成一个稳定的核素。
三、半衰期和衰变常数半衰期是指放射性核素衰变至原始数量的一半所需的时间。
每种放射性核素都有其独特的半衰期。
半衰期与放射性核素的衰变常数有关，它们之间的关系可以用以下公式表示：t(1/2) = ln2 / λ其中，t(1/2)是半衰期，λ是衰变常数，而ln2是自然对数的2为底的对数。
放射性衰变和半衰期
放射性衰变和半衰期放射性衰变是指一种原子核自发地转变为另一种原子核的过程。
这种自发的转变伴随着放射性粒子的发射，如α粒子、β粒子或γ射线。
而半衰期则是用来描述放射性元素衰变速率的物理量。
一、放射性衰变的基本概念放射性衰变是一种自然界中普遍存在的现象，它并不受外界条件的影响。
放射性元素的原子核具有不稳定性，因而会经历自发的衰变过程。
在放射性衰变中，一个放射性元素的原子核会转变为不同的元素的原子核，并伴随着放射性粒子的释放。
二、放射性衰变的分类放射性衰变可以分为三类：α衰变、β衰变和γ射线衰变。
在α衰变中，放射性元素的原子核会释放出α粒子，即由两个质子和两个中子组成的粒子。
β衰变则是放射性元素的原子核释放出β粒子，β粒子由电子或正电子组成。
而γ射线衰变是指放射性元素原子核释放出γ射线的过程。
三、半衰期的含义和应用半衰期是指某种放射性元素在衰变过程中，需要衰变到原有数量的一半所需的时间。
它是一个稳定的物理量，不受环境条件的影响。
半衰期可以用来描述放射性物质的放射性强度的衰减规律。
在医学、环境监测等领域，半衰期的概念被广泛应用。
四、放射性衰变与核能产生放射性衰变过程中释放出的能量被称为核能。
核能是一种非常强大的能量，可以被用于核能发电、核武器等方面。
通过控制放射性衰变的速率，人们可以利用核能进行各种应用。
五、放射性衰变的安全性问题尽管放射性衰变是一种自然现象，但它也带来了一定的安全风险。
高剂量的辐射对人体和环境都具有潜在的危害。
因此，在处理和利用放射性物质时，必须严格遵守安全措施，确保人类和环境的安全。
结论放射性衰变是一种自然界中常见的现象，它具有重要的科学和应用价值。
通过研究放射性衰变和半衰期，人们可以更好地理解自然规律，并开发出更多的应用。
然而，在利用放射性物质时，安全问题是需要高度重视和谨慎处理的。
只有在合理的控制和利用下，才能真正发挥放射性衰变的潜力，为人类社会带来更多益处。
放射性衰变规律知识点总结
放射性衰变规律知识点总结放射性衰变是一种自然现象，指的是原子核自发地放出射线并转变为另一种原子核的过程。
这一过程遵循着一定的规律，理解这些规律对于研究原子核结构、核能利用以及辐射防护等方面都具有重要意义。
一、放射性衰变的类型放射性衰变主要有三种类型：α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核放出一个α粒子（由两个质子和两个中子组成），从而使原子核的质量数减少 4，原子序数减少 2。
例如，铀 238 经过α衰变变成钍 234 。
β衰变分为β⁻衰变和β⁺衰变。
β⁻衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子和一个反中微子；β⁺衰变则是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。
β衰变会导致原子核的原子序数发生变化，而质量数不变。
γ衰变通常伴随着α衰变或β衰变发生。
在原子核处于激发态时，会向低能态跃迁并放出γ射线（高能光子），这个过程不改变原子核的质子数和质量数，只是释放出多余的能量。
二、放射性衰变的规律1、指数衰变规律大多数放射性核素的衰变都遵循指数衰变规律。
假设在初始时刻（t ＝ 0 ），放射性原子核的数目为 N₀，经过时间 t 后，剩余的原子核数目为 N ，则它们之间的关系可以表示为：N ＝ N₀e^（λt) ，其中λ为衰变常数。
衰变常数λ表示单位时间内一个原子核发生衰变的概率，它的大小取决于原子核的种类。
λ越大，原子核衰变越快；反之，衰变越慢。
2、半衰期半衰期（T₁/₂）是指放射性原子核数目衰变到初始值一半所需的时间。
它与衰变常数λ的关系为：T₁/₂＝ 0693 ／λ 。
不同的放射性核素具有不同的半衰期，有的短至几秒甚至更短，有的则长达数十亿年。
例如，碘 131 的半衰期约为 8 天，而铀 238 的半衰期约为 45 亿年。
3、平均寿命平均寿命（τ）是指每个原子核衰变前存在的平均时间。
它与半衰期和衰变常数的关系为：τ ＝ 1 ／λ ，且τ ＝ 144 T₁/₂。
三、放射性衰变的影响因素放射性衰变是一个自发的过程，不受外界条件（如温度、压力、化学状态等）的影响。
放射性衰变和半衰期
放射性衰变和半衰期自然界中存在许多放射性元素，它们不稳定的原子核会经历衰变过程，释放出放射性粒子和能量。
这种现象被称为放射性衰变，是原子核的一种自然现象。
放射性衰变中的一个重要概念是半衰期。
半衰期是放射性元素衰变到一半所需的时间。
根据放射性元素的不同特性，半衰期可以从几微秒到数十亿年不等。
半衰期长短不仅决定了元素的稳定性，也是放射性物质在应用中的重要参考。
在医学影像学中，我们经常会接触到放射性同位素的使用。
例如，放射性核素碘-131被广泛应用于甲状腺疾病的治疗。
碘-131的半衰期为8.02天，这意味着在8.02天内，它的活性会降低到初始活性的一半。
通过控制给定的放射性核素的剂量和治疗时间，医生可以确定患者接受的辐射剂量，并确保安全有效的治疗。
在考古学和地质学中，放射性碳(Carbon-14)是一种常用的工具。
碳-14的半衰期为5730年，几乎与我们人类历史的时间尺度相当。
通过测量古代遗址的碳-14含量，科学家可以确定其年代。
这种方法对于研究人类进化和古代文明发展起到了重要的作用。
除了在医学和考古学领域，放射性同位素的半衰期在环境科学和化学工程中也扮演着重要角色。
例如，氚（Tritium）是水中存在的一种放射性同位素。
它的半衰期约为12.3年，研究氚的半衰期可以帮助科学家了解水循环和海洋生态系统中的氚的分布和运移规律。
同时，半衰期也与核能的利用与管理密切相关。
核能是一种清洁、高效的能源形式，然而，核废料的处理和管理成为一个全球性挑战。
核废料中含有多种放射性同位素，它们的半衰期各不相同，从几秒钟到几百万年不等。
对于长半衰期放射性同位素的管理是一个严肃的问题，必须采取高度安全的措施来避免对环境和人类健康造成潜在危害。
总而言之，放射性衰变和半衰期是理解自然现象和应用中的重要概念。
通过研究不同放射性同位素的半衰期，我们可以更好地应用这些元素于医学、考古学、环境科学以及核能等领域。
然而，在利用放射性物质时，需要牢记安全性和环境保护的原则，并计划好废料的管理和处置措施，以确保人类和生态系统的健康与安全。
天然放射现象衰变
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84的所有元 素，都能自发的放出射线，原子序数小于 84的元素，有的也具有放射性．
放大了1000倍的铀矿石
天然放射性元素的原子核发 出的看不见的射线可以穿透黑纸 使照相底片感光
铅盒
照相底片
射 线
放 射 源
天然放射现象
三种射线的比较
由x
1 2
qE m
(
y v
)2
q mv 2
得
xβ xα
m
v
2 qFra bibliotekm v2 q 4 1840 1 1 1 100 2
37
在电场中不偏转的是γ射线。
α射线和β射线沿相反的方
向偏转，且在相同条件下， β粒
子偏转大。
天然放射现象
具有放射性的元素不论它是以单质的形式 存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性 都不受影响。
是( D )
A、 α粒子散射实验 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
R
a28262R
n
214 82
P
b28134B
i
3、天然放射性元素 88246Ra衰变成不 具有放射性的元素 82206Pb时，要经 过 10 次α衰变， 14 次β衰变。
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，还剩 0.00977 g该元 素。（结果保留三位有效数字）
三种射线的比较
γ射线
α射线
β射线
由R mv 得 qB
放射性元素和放射性测年原理汇总.
因为衰变开始时,锶的数量不一定为零,所以:
Sr 87 Sr087 Rb87 (et 1)
(3—19)
在锶的同位素中,除放射性Sr87之外。还有非放射性Sr86,其数量不变。 通常采用同位素之比,即对(3—19)式的两端,分别除以Sr86,则 Sr 87 Sr087 Rb 87 t 86 86 (e 1) 86 (3—20) Sr Sr Sr
第二节 放射性元素和放射性测年原理
放射性衰变原理: 2．衰变常数 :
(dN / dt ) / dt
3．衰变“时间”与寿命 : ⑴ 半衰期:令U/U0=0.5,即定义母核数目衰变为原来的一半所用的时间作为半衰期, 由此得 T ln 2 / 0.693 /
12
⑵寿命:即衰变为原来的1/e所用的时间(TSH)。当u/u0=e-1时, 则有: （3）灭绝时间:母核衰变为原来的1/1024所用的时间(Tme)。显然
第二节 放射性元素和放射性测年原理
• 放射性衰变原理: 常见放射性元素的衰变常数 :
第二节 放射性元素和放射性测年原理
• 样品年龄的测定 : 1．铷—锶法: 铷有两个同位素Rb87和Rb85,Rb87是放射性的, 半衰期很ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,可以用 来测定极老岩石或矿物的年龄。 (3—18) 根据公式(3—7),可得: Sr Rb (e 1)
Becquerel
dN / dt N
(3—1)
Rutherford
第二节 放射性元素和放射性测年原理
• 放射性衰变原理: 1．放射性衰变规律(续): 设u元素衰变后成为元素x1,而x1又衰变为元素x2,如此继续直至元素 xn,成为一稳定的元素。若开始时只有u,即t=0 时,u=u0,x1=x2=· · · · · · =xn=0。于是
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(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。
放射性元素放射出的射线有三种： (1) α射线：是高速α粒子流 ，实际上是氦核 。 (2) β射线：是由β粒子组成的，是高速电子流。 (3) γ射线：是由γ粒子流组成的，不带电，是能量很 高的电磁波。
二、三种射线的性质
射线 α射线 β射线 γ射线
初速
贯穿本领 电离能力
光速10%
较小
很强
光速99%
较强