(课用)天然放射性 衰变

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γ射线
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β射线
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.
五、核反应
1、核反应：原子核在其他粒子的轰击下 产生新原子核的过程叫做核反应。 注意： ①核反应中质量数与电荷数守恒。 ②核反应是原子核的变化，化学反应是 核外电子的变化。
六、人工放射性同位素
1、有些同位素具有放射性，叫做放射性同位 素。 1934年，约里奥· 居里和伊丽芙· 居里 发现 30 经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷 15 P
说明：元素的放射性与元素存在的状态无关，
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。
238 92
U
234 90
Th He
4 2
234 90
Th
234 91
Pa e
0 1
例： 天然放射性元素 Th (钍)经过一系列α 208 衰变和β衰变之后变成 82 Pb （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
（1）利用它的射线
A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金 属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤 仪． B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来 检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等， 从而实现自动控制 C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体， 以消除化纤、纺织品上的静电 D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良 种，也可以利用它杀菌、治病等
0 1
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。
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 α衰变： 变 方 β衰变： 程 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。
A Z
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.
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．
4 2
He Al P n
27 13 30 15 1 0
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没 30 有天然的 15 P，它是通过核反应生成的人工 放射性同位素。
2、与天然的放射性物质相比，人造放射 性同位素： ①放射强度容易控制 ②可以制成各种需要的形状
③半衰期更短
④放射性废料容易处理
放射性同位素的应用
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。
三种射线
• α射线 • β射线 • γ射线
成分
速度
贯穿能力 电离能力 弱 很强
氦原子 1/10光速 射线 核 高速 接近光速 射线 电子流
高能量 射线 电磁波


较强
较弱

光速
很强
更小
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。14 7来自N He O H
研究等. 棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥， 把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸 收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作 物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分 布情况等，用通常的方法很难研究．如果用 磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上， 然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位 的放射性强度，上面的问题就很容易解决．
被不同剂量γ射线照射后的马铃薯8个月后的 情况，左上方的马铃薯没经过γ射线照射，右下
方的被γ射线照射的剂量最大，左下方保存最好的
马铃薯被γ射线照射的剂量适中。
“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人 员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处 理棉花杂交的后代育成的．
（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物
X
A 4 Z 2
Y He
4 2
A Z
X
A Z 1
Y e
0 1
4. 本质： （1）α衰变：原子核内少两个质子和两 个中子 。 （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。
放射性表明原子核是有内部结构的。
在下列核反应方程中,X代表质子的方程 是（BC）
(A ) Al He P X (B ) N He O X (C ) H n X 3 4 (D ) H X He 1 n
27 13 4 2 30 15
14 7 2 1 4 2 17 8 1 0 1 2 0
238 92
U
A Z
234 90
Th He
4 2
其规律为：
X
A4 Z 2
Y He
4 2
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
234 90
Th
A Z
234 91
Pa e
0 1
其规律为：
X
A Z 1
Y e
如图是《北京青年报》2001年9月 6日的一则报道。
核反应堆外层的厚厚的水泥建筑
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。
9 4
Be He C n
4 2 12 6 1 0
• 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.
4 2 17 8 1 1
27
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.
m p = 1.6726231 10
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 核的质量 质子质量
？
>
核的电量 质子电量 核的电量 质子电量
1 1 1 m0 ( ) m0 2 2
1 1 1 2 ( m0 ) ( ) m0 2 2 2
t T
n 1
再经过一个半衰期（T）其剩余质量为
n2
剩余原子 则经过时间t后其剩余质量为 核个数
原有原子 核个数
t T
1 1 3.公式：m ( ) m0 N ( ) N 0 2 2
注意： (1)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 。 (2)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。
4 2
He
——氦原子核
U ——铀原子核
有2个质子，2个中 子。质量数为4
有92个质子，143个中 子。质量数为235
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。
1 1
H (氕)
H (氘)
A z
X
2 1
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
232 90
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
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
人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚 集在甲状腺内．给人注射碘的放射性同位素 碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻 近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器 质性和功能性疾病．
（3）放射性污染和防护
原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染， 在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如 果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈， 导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含 有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体 造成巨大的危害。
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倍的铀矿石
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。