高二物理 选修3-5 19.2 原子核的衰变

6.注意：
⑴元素的放射性与元素存在的状态无关,不管它 是以单质的形式存在还是与其他元素形成的化 合物，只要存在这种元素，总能发生放射现象。 放射性表明原子核是有内部结构的。 ⑵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。
238 92
234 90
U 90 Th 2 He
'
4
0
Z Z 2m n
学案导学P50 例1
A A 4m
'
阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题：
1.放射性元素的衰变有什么规律？ 2.用什么物理量描述？ 3.这种描述的对象是什么？
氡 的 衰 变
3.8天 7.6天 11.4天
二、半衰期(T)
1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。
5.α粒子和β粒子衰变的实质
⑴α衰变实质：在放射性元素的原子核中，2个中 子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个 整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性 元素发生的α衰变现象。α粒子实质就是氦核。 ⑵β衰变的实质：β衰变是原子核中的一个中子 转化成一个电子和一个质子，即β粒子放射出去， 同时还生成一个质子留在核内，使得新核核电 荷数增加1。 1 1 0 β衰变转化方程： n H e
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 β衰变时，新核质量数不 变，核电荷数增加1
练习4：某原子核A的衰变过程为
A
β
B
α
C,下列说法正确的是（ D ）
A、核A的质量数减核C的质量数等于5; B、核A的中子数减核C的中子数等于2; C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的 中性原子中的电子数多1; D、核A的质子数比核C的质子数多1。
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 C 、 γ 射线一般伴随着 α 或 β 射线产生，它的贯穿能 力最强 D、γ射线是电磁波，它的电离作用最强
听说过“点石成金”的传说吗？
类似于“点石成金”的事一直就在自然界 中进行着，这就是伴随着天然放射现象发生的 “衰变”。
教学目标
1.了解天然放射现象(放射性、放射性元素) 2.了解放射性元素的衰变,知道三种射线的性质和特 点 3.知道放射性元素衰变的统计规律,理解半衰期描述 衰变速度 重点:放射性元素的衰变规律 难点:三种射线的性质和特点
234 0
234
4
Th 91 Pa 1 e
7.衰变次数计算：
原子序数或等于83的元素都有放射性，因此放射性 元素有可能经过多次的衰变。如某放射性元素 zA X 经 过m次α衰变和n次β衰变后变成元素
A Z ' '
Y
，则该核
反应方程为：
A Z
X
A Z
' '
Y m 2 He n 1 e
练习2：如图所示，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（ BC ）
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
+
a
b
c P
-
练习3：由原子核的衰变规律可知 ( D)
0 1 1
5.α粒子和β粒子衰变的实质
⑶γ射线是发生α或β衰变过程中伴随而生，而γ粒子是不 带电的粒子，这是由于原子核的能量也跟原子的能量一 样，其变化是不连续的，也只能取一些列不连续的数值， 因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。放射性的 原子核在发生α衰变或β衰变时，蕴藏在核内的能量会释 放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级 跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来。因此γ射线并不影 响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表 中的位置。但γ射线是伴随着α衰变或β衰变而生，它不 能独立发生，所以，只要有γ射线必有α衰变或β衰变发 生。因此从整个衰变过程来看，元素在周期表中的位置 可能要发生变化。
234 0
e
e
3．规律：原子核发生衰变时，衰变前后的
衰 变 α 衰变： 方 β 衰变： 程
电荷数和质量数都守恒。
A Z A 4 4
X Z 2 Y 2 He
A Z
X Z 1 Y 1 e
A
0
4.几点说明：
⑴原子核放出 α 粒子或 β 粒子，并不表明原子核内有 α 粒子或 β 粒子（ β 粒子是电子流，而原子核内不可能有 电子存在）。
一、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。
α衰变：放出α粒子的衰变，如 2.种类：
238 238 92 92
Th He U 90 He 2
234 4
4 234 Th 90 2
β衰变：放出β粒子的衰变
234 234 90 90
Th Th
234 0 Pa 91 Pa 91 1 1
2. 定义：放射性元素的原子核有半数发生衰 变所需的时间。 3.公式： 经过n个半衰期(T)其剩余的质量和粒子数：
N N0 ( 1 2 )
n
N0百度文库(
1 2
t
)T
m m0(
1 2
)n m 0 (
1 2
t
)T
4.半衰期的特点
⑴不同的放射性元素，半衰期不同，甚至 差别非常大。 ⑵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。 ⑶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。
⑵核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程式只 能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接。
⑶核反应的生成物一定要以实验为基础， 不能凭空只依靠两个守恒杜撰出生成物来 写核反应方程。 ⑷核反应中遵循质量数守恒而不是质量守 恒，核反应过程前后的总质量一般会发生 变化（质量亏损）而释放核能。 ⑸当放射性物质发生连续衰变时，原子核 中有的发生α 衰变，有的发生β 衰变，同 时伴随着γ 辐射。
例1：92 U 经过一系列衰变和衰变后，可以变 成稳定的元素铅206 ( Pb )，问这一过程衰变和 衰变次数？
238
206 82
解：设经过x次衰变，y次衰变
238＝206＋4x 92 = 82 + 2x - y x＝ 8
y＝ 6
例2 ：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 D 的砝码为（ ） A．222g C．2g B．8g D．4g