放射性元素衰变

• 衰变：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。
• 原子核放出α粒子的衰变叫做α衰变；放出β粒子的衰变 叫做β衰变 ；γ射线是伴随着这两种衰变而产生的。
原子核的衰变过程，可以用衰变方程来表示。
铀238的α衰变方程：
U 238
92
23940Th
4 2
He
钍234的β衰变方程：
γ 光子流 α
氦核流 × × ×
× × × β 电子流
×××
法一：利用电场 法二：利用磁场
视频：α 射线在云室中的轨迹
思考：
为什么有的射线轨迹粗而直，有的却 细而弯呢？
• 衰变：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。
• 原子核放出α粒子的衰变叫做α衰变；放出β粒子的衰变 叫做β衰变 ；γ射线是伴随着这两种衰变而产生的。
电荷数为90
××××
C、反冲核的核电荷数为88
××××
D、α粒子与反冲核的速度之
比为1：88
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;
3、大圆轨道一定是带电粒子（α粒子或β粒子） 的，小圆轨道一定是反冲核的。
三种射线的贯穿本领
三种射线性质比较
本质（组成） 符号
电量
电离 本领
穿透 本领
速度
α射线 β射线
氦核流 电子流
4 2
He
+2e
o 1
e
-e
最强 最弱 0.1c 较强 较强 0.9c
γ射线
高频电磁波 (光子流）
γ
不带电 最弱 最强
c
思考：
除了利用电场，我们还可以利用什么方法将 三种射线分开，并加以鉴别？
t
m
1 2
T1
2
m0
衰变后尚未发生衰变 的放射性元素原子数
t
n
1 2
T1
2
n0
练习：
一块氡222放在天平的左盘时，需在天 平的右盘加444g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（ D ）
A．222g
B．8g
C．2g
D．4g
23940Th
234 91
Pa
0 1
e
规律： 原子核发生衰变时，衰变前后的
电荷数和质量数都守恒．
规律： 原子核发生衰变时，衰变前后的
电荷数和质量数都守恒．
衰 变
α衰变：
A Z
X
A4 Z 2
Y
4 2
He
方 程
β衰变：
A Z
X
A Z 1
Y
0 1
e
注意：
1. 中间用单箭头，不用等号；
2. 是质量数守恒，不是质量守恒;
平均寿命：放射性元素的平均存活时间叫 做平均寿命，用符号τ 表示。
半衰期与平均寿命的关系：
T1/2 0.693
讨论与交流：
对某一个确定的铀238原子核，我们能够 准确预言它会在什么时候衰变吗？为什么？
半衰期的适用条件：只适用于大量的原子核， 对个别或少数原子核半衰期是没有意义的。
思考：
放射性元素衰变的快慢与原子所处的物理 状态或化学状态有关吗？为什么？
谢谢！
b
D、不能判定磁场方向向 里还是向外
3.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，如图所示：则
（ AB）C
A、 α粒子与反冲粒子的动量 大小相等，方向相反
×
B、原来放射性元素的原子核 ×
××
×R1 ×
× ×
R2
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰;
4.衰变是自发进行的。
讨论：
发生α衰变或β衰变时，原子核会发出 α粒子或β粒子，这是否代表原子核内有α粒 子或β粒子呢？
半衰期：原子核数目因衰变减少到原来一半 所经过的时间，叫做半衰期 。
衰变规律：
t
m
1 2
T1
2
m0
t
n
1 2
T1
2
n0
衰变曲线
练习：
一块氡222放在天平的左盘时，需在天 平的右盘加444g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．222g
B．8g
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C．2g
D．4g
半衰期：原子核数目因衰变减少到原来一半 所经过的时间，叫做半衰期 。
衰变规律：
衰变后尚未发生衰变 的放射性元素质量
放射性元素的半衰期只由原子核 本身的因素决定，与原子所处的 物理状态或化学状态无关。
练习：
ABD
x y
2.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如图所示。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
第四章 原子核
第二节 放射性元素的衰变
α射线 高速氦核流(24He)
β射线 高速电子流(0-1e)
γ射线 高频电磁波 （高能光子流）
三种射线的特性：
思考：
电离能力： ？>？>？ 贯穿本领： ？>？>？
三种射线的特性
电离 贯穿 能力 本领 α射线 最强 最弱 β射线 较弱 较强 γ射线 最弱 最强