课用天然放射性衰变

四、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．
放射性物质原有的质量为m0，半衰期为 T，则：
经过一个半衰期（T）其剩余质量为
1 2m0 (1 2)1m0
n1
再经过一个半衰期（T）其剩余质量为
1 2(1 2m 0)(1 2)剩2m 余0 原子
n2
原有原子
则经过时间t后其剩余核个质数量为 核个数
3.公式：m
(
1
)
t T
2
m0
N
(
1
)
t T
2
N0
注意：
• α射线 • β射线 • γ射线
三种射线
成分
氦原子 射线 核
速度 贯穿能力 电离能力
1/10光 弱 速
很强
射线
高速 电子流
接近光速
较强
较弱
高能量 光速 很强
更小
射线 电磁波
三、原子核的组成
1、质子的发现 1919年，卢瑟 福用α粒子轰 击氮核，得到 了质子 p。
17 4N2 4H e 18 7O1 1H
② 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.
③ β射线的穿透本领较强，很容易穿透 黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板.
γ射线：
①中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线。
②γ射线的实质是一种波长极短的电磁波， 它不带电，是中性的.
③ 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.
（2）β衰变：原子核内的一个中子变成 质子， 同时放出一个电子 。
（3）γ射线的产生：γ射线经常是伴随着 α射线和β射线产生的。
说明：元素的放射性与元素存在的状态无关，
放射性表明原子核是有内部结构的。
5．注意：
一种元素只能发生一种衰变，但在一 块放射性物质中可以同时放出α、β和γ 三种射线。
U 238
贝克勒尔 （法国）
居里夫妇
受到贝克勒尔发现的鼓舞，居里夫妇对 铀和含铀的各种矿石进行了深入研究， 发现了两种能够发出更强射线的新元素: 钋（Po）、镭（Ra）
一、天然放射现象
1、物质发射射线的性质称为放射性． 2、具有发射性的元素称为放射性元素． 3、元素这种自发的放出射线的现象叫做 天然放射现象．
3．规律：原子核发生衰变时，衰变前后 的核电荷数和质量数都守恒．
衰 变 α衰变：
方 程
β衰变：
说明：
A Z
X
A4 Z 2
Y
4 2
He
A Z
X
A Z 1
Y
0 1
e
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。
4. 本质：
（1）α衰变：原子核内少两个质子和两 个中子 。
92
234 90
Th
4 2
He
92034Th
234 91
Pa
0 1
e
例：
天然放射性元素
232 90
Th(钍)经过一系列α
衰变和β衰变之后变成
208 82
P（b 铅）．下列论
断中正确的是（BD）
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
有92个质子，143个中 子。质量数ຫໍສະໝຸດ Baidu235
4、 同位素：
质子数相同，中子数不同的原子， （质量数自然不同），互为同位素。
11H (氕)
A z
X
2 1
H
(氘)
3 1
H
(氚)
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 。
2.种类： （1）α衰变：放出α粒子的衰变，如
U 238
92
234 90
Th
4 2
He
其规律为： Z AX Z A 42Y4 2He
α衰变后新核质量数比原来少4，核电荷 数比原来少2，周期表上向前移动2位。
（2）β衰变：放出β粒子的衰变，如
92034Th
234 91
Pa
01
e
其规律为： ZAXZA1Y01e
β衰变后新核质量数不变，核电荷数比原 来多1，周期表上向后移动1位。
1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质 子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫 做中子。
2、中子的发现 1932年英国物理学家查德威克 用α粒子轰击铍发现了中子 n。
4 9Be2 4H e 16 2C0 1n
• 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.
mn = 1.6749286 1027 Kg
α射线：
①根据射线的偏转情况确定：偏转较小 的一束射线由带正电荷的粒子组成，我 们把它叫做α射线，
② α射线由带正电的α粒子组成。进一步 研究表明α粒子就是氦原子核.
③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：
①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.
原子序数大于或等 于83的元素，都能 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。
放大了1000倍的铀矿
二、天然放射线的分离开与鉴别
将放射源放入铅盒中，射线只能从容器的小孔射 出。
方法一：利用磁场
×
α 射×
线×
+×
γ射线
×××× ×××× ×××× ××××
β射线
-
方法二：利用电场
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.
mp = 1.67262311027 Kg
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
质子质量
核的电量 质子电量
核的质量 质子质量
> 核的电量 质子电量
• 在对各种原子核进行的实验中，发现 质子和中子是组成原子核的两种基本 粒子.
3、原子核的组成
质子和中子（统称核子 ）
A表示质量数 Z表示质子数
A Z
X
X 表示 元素符号
核电荷数=质子数=原子序数=荷外电子数
质量数=核子数=质子数+中子数
4 2
H
e
——氦原子核
U 2 3 5
92
——铀原子核
有2个质子，2个中 子。质量数为4
第十九章 原子核 原子核的组成 衰变
1896年，法国物理学家贝 克勒尔偶然发现了天然反放射 现象。由于巴黎连日天阴，他 只好把所有器材包括包好的底 片和铀盐都搁在同一抽屉里。 没想到，底片上的黑影真的十 分明显。他继续试验，终于确 证这是原子自身的一种作用， 只要有铀这种元素存在，就不 断有这种辐射产生。这就是发 现放射性的最初经过。因为这 一事件为核物理学的诞生准备 了第一块基石。