§8.4 原子核的人工转变
天然放射现象原子核的人工转变
第一部分：学 案 班级 姓名一、原子核的衰变1. 1896年法国物理学家贝克勒耳发现天然放射性元素，天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。
2．原子核的衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。
衰变规律：遵守质量数守恒和电荷数守恒。
3．α衰变：(1)当一个原子核放出α粒子时，它的原子序数Z 减小2，质量数减小4，该原子核变成另一种原子核，这就是α衰变。
(2)规律：4422M M Z Z X Y He --→+。
4．β衰变：(1)粒子就是电子。
当一个原子核发出一个β粒子后，原子核的原子序数增加1，而质量数不变，这就是β衰变。
(2)规律：011M M Z Z X Y e +-→+。
(3)β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。
5．r 射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，r 射线不改变原子核的电荷数和质量数。
6．放射性元素衰变时放出的射线共有三种：α射线、β射线和r 射线。
其射线的本质和性质如下表：7．半衰期：(1)放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。
它表示放射性元素衰变的快慢。
(2)决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、湿度等）或化学状态（如单质或化合物）无关。
(3)放射性元素经n 个半衰期未发生衰变的原子核数N 和原有原子核数N 0间关系为：01()2n N N =，对应的质量关系为：01()2n N N =。
二、原子核人工转变1．原子核人工转变：原子核在其他粒子作用下变成另一种原子核的变化。
2．卢瑟福发现质子(1)如图12 -8所示，实验装置：容器C 里有放射性物质A ，从A 射出的α粒子射到一片铝箔F 上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过。
在F 的后面放一荧光屏S ，用显微镜M 来观察荧光屏上是否出现闪光，通过阀门T 可往容器C 里通入气体。
(2)卢瑟福发现质子：1441717281N He O H +→+。
原子核的人工转变
§16.2原子核的人工转变、裂变和聚变核能、质能方程（一）【考点提示】重 点：1.原子核的人工转变、质子和中子的发现；2.了解裂变和聚变及其特点；3.理解爱因斯坦质能方程难 点：1.原子核的人工转变、核反应方程2. 理解爱因斯坦质能方程【知识要点】一、核反应1、在核物理学中，原子核 的轰击下产生新原子核的过程，叫核反应。
在核反应中，质量数和电荷数都 。
2、几个重要的核反应：质子的发现：中子的发现：放射性同位素的发现：二、核裂变1、重核的裂变： 。
如：n Sr Xe n U 10903813654102359210++→+2、链式反应： 。
3、发生链式反应的条件： 。
4、裂变的应用：原子弹（不可控）、核反应堆、核电站（可控）三、核聚变1、轻核的聚变： 。
如：n He H H 10423121+→+2、发生核聚变的条件： ，所以聚变也称热核反应。
3、太阳内部和许多恒星内部发生激烈的热核反应。
4、聚变的应用：氢弹、可控热核反应。
四、核力与核能1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起．这种力叫做核力①核力是很强的力②核力作用范围小，只在2．0×10－15 m 短距离内起作用③每个核子只跟它相邻的核子间才有核力作用2．核能（1）结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫结合能．（2）质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。
也可以认为．在核反应中，参加核反应的总质量m 和核反应后生成的核总质量m /之差： Δm=m 一m /（3）爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：E = mc 2，这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是：ΔE=Δmc 2。
原子核衰变、人工转变
原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象1、天然放射现象物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。
1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋PO 和镭Ra。
物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。
2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。
3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则，可以判断α射线都是正电荷，β射线是负电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。
α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。
贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；β射线:高速运动的电子流。
速度接近光速，贯穿本领很强。
很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。
γ射线：为波长极短的电磁波。
性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。
电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
原子核的人工转变方程式
原子核的人工转变方程式原子核的人工转变方程式是指通过人工手段改变原子核的构成和性质的化学反应方程式。
这种转变可以通过放射性同位素的放射性衰变、核裂变和核聚变等方式实现。
其中，放射性同位素的放射性衰变是指原子核自发地发生放射性衰变，而核裂变和核聚变则需要外界能量的输入才能发生。
下面分别介绍这三种方法的人工转变方程式：1. 放射性同位素的放射性衰变放射性同位素是指具有不稳定原子核的同位素，它们会自发地发生放射性衰变，释放出粒子或电磁辐射以达到更加稳定的状态。
例如，铀-238（U-238）会经过一系列α衰变和β衰变最终转化为稳定的铅-206（Pb-206），其反应方程式如下：U-238 → Th-234 + α（4/2 He）Th-234 → Pa-234 + β（0/-1 e）Pa-234 → U-234 + β（0/-1 e）U-234 → Th-230 + α（4/2 He）Th-230 → Ra-226 + α（4/2 He）Ra-226 → Rn-222 + α（4/2 He）Rn-222 → Po-218 + α（4/2 He）Po-218 → Pb-214 + α（4/2 He）Pb-214 → Bi-214 + β（0/-1 e）Bi-214 → Po-214 + β（0/-1 e）Po-214 → Pb-210 + α（4/2 He）Pb-210 → Bi-210 + β（0/-1 e）Bi-210 → Po-210 + β（0/-1 e）Po-210 → Pb-206 + α（4/2 He）2. 核裂变核裂变是指将重核分裂成两个或多个轻核的过程，同时释放出大量能量。
这种转变需要外界的能量输入，例如中子轰击或高能粒子撞击等。
以铀为例，其核裂变方程式如下：n + U-235 → Ba-141 + Kr-92 + 3nn + U-238 → Ba-140 + Kr92 + 3n其中，U代表铀，n代表中子，Ba代表钡，Kr代表氪。
原子核人工转变方程
原子核人工转变方程是核物理领域一项重要的研究课题，它涉及着核反应的机制和过程，对于人类能源的发展和利用具有重要意义。
本文将围绕原子核人工转变方程展开探讨，从基本概念到实际应用，深入剖析其中的原理和规律。
首先，我们需要了解什么是原子核人工转变方程。
原子核人工转变方程是描述核反应的一种数学模型，它以原子核的结构和性质为基础，揭示了原子核在外界刺激下发生变化的规律。
通过人工干预核反应过程，可以实现从一种核素向另一种核素的转变，从而产生不同的放射性同位素，具有广泛的应用前景。
在探讨原子核人工转变方程的基础上，我们还需要了解核反应的分类和特点。
核反应可以分为裂变和聚变两种类型，裂变是指原子核分裂成较小的核片段，释放出巨大的能量；而聚变则是指两个较小的原子核融合成较大的核，同样伴随着能量的释放。
核反应具有高能量密度、无排放污染等特点，是一种清洁高效的能源形式，对人类社会的可持续发展至关重要。
在实际应用中，原子核人工转变方程被广泛运用于核能领域。
核能是当今世界上最为主要的清洁能源之一，其发展受到越来越多国家的重视。
利用原子核人工转变方程可以精确控制核反应过程，提高核能发电的效率和安全性。
同时，人工转变方程也被用于核武器的设计与制造，加强国防实力，维护国家安全。
除了在核能领域的应用外，原子核人工转变方程还在医学和环境保护等领域发挥着重要作用。
核医学是一种重要的医学诊断和治疗手段，通过放射性同位素的标记和治疗，可以实现对人体的精准定位和治疗。
原子核人工转变方程的研究成果为核医学技术的发展提供了重要支撑。
同时，核辐射对于环境的影响也备受关注，通过人工转变方程控制核废料的产生和处理，可以减少辐射对环境造成的危害，维护生态平衡。
在研究原子核人工转变方程的过程中，我们还需要深入探讨核反应的动力学和机理。
核反应是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，如温度、压力、反应物质量等。
研究核反应的动力学规律可以帮助我们更好地理解原子核转变的过程，从而提高核反应的效率和控制。
人工核反应
• 核力的本质仍在研究中。
五、放射性同位素及应用
具有放射性的同位素叫放射性同位素 •利用它的射线：
根据射线、 射线、 射线的性质 •作为示踪原子：
检查地下输油管道漏油情况 进行诊断 确定植物生长过程中吸收肥料的规律
• 分析径迹的情况可以确定，分叉 后的细长径迹是质子的径迹，短 而粗的径迹是产生的新核的径迹， 碰撞后α粒子的径迹不再出现。
• 从质量数和电荷数守恒可知，产 生的新核是Ｏ17，核反应方程是：
14 7
N
4 2
He
178
O11H
上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝 等元素的原子核都发生了类似的反应，并且都 产生了质子。
Ｔ
Ｔ
ＣＡ
Ｓ Ｆ
Ｍ
实验步骤及结果：
１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光 ２、然后充入氮气
氮气Ｎ２
Ｔ
Ｔ
ＣＡ
Ｓ Ｆ
Ｍ
实验步骤及结果：
１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光入氮气后产生了穿透能力比 α粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔，打 在荧光屏上，出现了闪光。
原子核
质子 中子
1 1
H
质子和中子统称为
1 0
n
原子核的电荷数= 质子数
原子核的质量数= 质子数 + 中子数
从放射性元素的原子核中释放出来的α射线就是两个质子和两个中子结合在一起放出的
具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称
如:
1 1
H
(氕)
§8.4 原子核的人工转变
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四、原子核的组成 1. 原子核的组成 原子核是由质子 和中子组成的。 2.核子 质子和中子统称为核子。 质子数＝核电荷数＝原子序数 质量数＝质子数+ 中子数 3. 核力 在原子核里，存在着一种比库仑力强得多的 吸引力，叫做核力，它把核子紧紧地束缚在原子核内。 核力存在于核内所有核子之间。 核力只在 2.0×10-15 m 的短距离内起作用，超过这个 距离，核力就不复存在。
例如，铀核用 238 92 U 表示，则铀核的核电荷数为92，质 量数为238 。
核反应前后的质量数和核电荷数都是守恒的。 2. 用α 粒子轰击氮原子核的核反应方程式：
4 2 17 1 He 14 7 N 8 O 1 H
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三、中子的发现 1. 1920年卢瑟福预言： 原子核中除了质子外，还有一 种质量与质子相近不带电的中性粒子存在，并称为中子。 2. 1930年德国物理学家博特用α 粒子轰击铍时，产生了 一种射线，有极强的贯穿力，认为是高能量的γ 射线。 3. 1932年英国物理学家查德威克对这种射线进行了深 入地研究： （1）这种射线在磁场中不偏转，推断它是一种中性 粒子流。
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练 习 1. 发现质子和中子的核反应方程分别是 、 。
2. 铍被α 粒子轰击时，产生的看不见的贯穿力很强的
不带电粒子是
3. 核子是
。
和 的统称，它们是构成 结合在一起 。 的基
本粒子，核子主要靠
4. 质量数为12，13，14，15，16 的氮核，各含多少个 质子和中子？
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原子核的衰变人工转变(20210102221237)
原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象1、天然放射现象物质放射出a射线、B射线、丫射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。
1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里•夫妇发现钋P O和镭R a。
物质发射射线的性质称为放射性（radioactivity）。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。
2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。
3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则，可以判断［射线都是正电荷，［射线是负电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。
a射线：氦核流速度约为光速的1/10。
贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；B射线：高速运动的电子流。
速度接近光速，贯穿本领很强。
很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。
丫射线：为波长极短的电磁波。
性质非常象X射线，只是它的贯穿本领比X射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。
电离本领和贯穿本领之间的关系：a粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的a粒子，贯穿本领最弱；而丫光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能小结：①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
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例如，铀核用 238 92 U 表示，则铀核的核电荷数为92，质 量数为238 。
核反应前后的质量数和核电荷数都是守恒的。 2. 用α 粒子轰击氮原子核的核反应方程式：
4 2 17 1 He 14 7 N 8 O 1 H
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三、中子的发现 1. 1920年卢瑟福预言： 原子核中除了质子外，还有一 种质量与质子相近不带电的中性粒子存在，并称为中子。 2. 1930年德国物理学家博特用α 粒子轰击铍时，产生了 一种射线，有极强的贯穿力，认为是高能量的γ 射线。 3. 1932年英国物理学家查德威克对这种射线进行了深 入地研究： （1）这种射线在磁场中不偏转，推断它是一种中性 粒子流。
§8.4 原子核的人工转变 原子核的组成 一、原子核的人工转变
二、核反应方程
三、中子的发现
四、原子核组成
五、同位素
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一、原子核的人工转变 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验 （1）用化学反应、加温、加压或加电磁场的方法，都 无法改变原子核。卢瑟福用镭放射出的α粒子当“炮弹” 去轰击氮原子核，第一次使原子核人为地发生转变。
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五、同位素 1. 同位素 具有相同质子数和不同中子数的原子互称 234 234 为同位数。 如 234 92 U , 92 U , 92 U 。 具有相同质子数和不同中子数的原子，它们核外电子 数相同，因而具有相同的化学性质，属于同一种元素。 2.放射性同位素 具有放射性的同位素叫做放射性同位素。 31 如 30 15 P 就是磷 15 P 的放射性同位素。 用质子、氘、中子和 光子轰击原子核都可以获得放 射性同位素。目前人工制造的放射性同位素已近2 000种。 放射性同位素在工农业、医疗和科研等方面都得到广泛的 应用。
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四、原子核的组成 1. 原子核的组成 原子核是由质子 和中子组成的。 2.核子 质子和中子统称为核子。 质子数＝核电荷数＝原子序数 质量数＝质子数+ 中子数 3. 核力 在原子核里，存在着一种比库仑力强得多的 吸引力，叫做核力，它把核子紧紧地束缚在原子核内。 核力存在于核内所有核子之间。 核力只在 2.0×10-15 m 的短距离内起作用，超过这个 距离，核力就不复存在。
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练 习 1. 发现质子和中子的核反应方程分别是 、 。
2. 铍被α 粒子轰击时，产生的看不见的贯穿力很强的
不带电粒子是
3. 核子是
。
和 的统称，它们是构成 结合在一起 。 的基
本粒子，核子主要靠
4. 质量数为12，13，14，15，16 的氮核，各含多少个 质子和中子？
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质子
（2）用α 粒子轰击其他元素，也发现有质子被驱逐出来， 由此可知， 质子是原子核的组成部分。
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（3）原子核发生转变的现象叫做核反应。用人为的方 法使原子核发生了转变，这样的过程称为人工核反应。 二、核反应方程式
A 1. 核反应常用核反应方程式来表示。 用 Z X 表示原子 核，其中X表示某元素，A表示原子核的质量数，Z表示核 电荷数。
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（2）测出这种射线的速度不到光速的十分之一， 推断 它是一种中性粒子流。
（3）测出这种射线粒子的质量与质子几乎相等。
因此查德威克认为：这种粒子就是卢瑟福预言的中子。
1 n 表示。 4. 中子的质量数为1，电荷数为0，用 0
用 粒子轰击铍核生成中子的核反应方程是：
9 4 12 1 Be 4 2 He 6 C 0 n