第二节 核衰变与核反应方程式
2.核衰变与核反应方程
例2.三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后
变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出 一 个 氦 核 （ He ） 。 则 下 面 说 法 中 正 确 的 是 （ CD ）
（A）X核比Z核多一个质子
（B）X核比Z核少一个中子
（C）X核的质量数比Z核的质量数大3
（D）X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
2
5.衰变规律是对大量原子组成的放射性样品 而言的,是一种统计规律.不适用于少量原子 核.对某个原子核或少量原子核来讲无意义.
6.单位时间内放射性元素衰变的数量与放射 性元素的量成正比.医用放射性元素要求半 衰期短.
例1.由原子核的衰变规律可知( C ) 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,新核的化学性 质不变. C.放射性元素衰变的速率跟它所处的状 态无关. D.放射性元素发生正电子衰变时,新核质 量数不变,核电荷数增加1.
A.该核发生的是α衰变 a
B.该核发生的是β衰变
b
C.磁场方向一定是垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定
222 86
Rn
衰变成
218 84
Po
的过程放出的粒子是
（ B）
A．0.25g，a粒子 B．0.75g，a粒子 C．0.25g，β粒子 D．0.75g，β粒子
例6.根据有关放射性知识可知，下列说法正 确的是： ( B ) A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过 7.6天就只剩下一个氡原子核了 B．β衰变所释放的电子是原子核中的中子转 化为质子和电子所产生的
E/--0e00V..8554
3
-1.51
2
-3.40
D．γ射线
衰变 核反应
答案ABD
7、三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子
后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核
并放出一个氦（42He）,则下面说法正确的是
（08全国1卷）
A．X核比Z核多一个原子
⑵174 N+
4 2
He
17
→8
O+_____
⑶150B+
1
0n
→_____+
4 2
He
⑷ 94Be+42He →_____+ 01n
56 2
57
⑸ 26Fe+ 1 H →27 Co+_____
16
4现有三个核反应： ①2411Na→2412Mg＋0-1e ②23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋3 10n ③21H＋31H→42He＋10n 下列说法正确的是 (06全国卷) A ①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B ①是聚变，②是裂变，③是β衰变 C ①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D ①是β衰变，②是聚变，③是裂变
D、任何放射性元素都能同时发出三种射线
2. U238在 衰变时产生钍234。
Th234也具有放射性，放出 粒
子后变为（镤234），上述的过程可以 用下面的衰变方程表示：
U 238
92
234 90
Th
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
0 -1
e
⑴174
N+
1 0
n
高三物理核衰变和核反应方程
核衰变和核反响方程★新课标要求（一）知识与技术1、知道放射现象的实质是原子核的衰变2、知道两种衰变的基天性质，并掌握原子核的衰变规律3、理解半衰期的观点（二）过程与方法1、能够娴熟运用核衰变的规律写出核的衰变方程式2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）（三）感情、态度与价值观经过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不停的设疑培育学生对科学废寝忘食的追求，进而引领学生进入一个美好的微观世界。
★教课要点原子核的衰变规律及半衰期★教课难点半衰期描绘的对象★教课方法教师启迪、指引，学生谈论、沟通。
★教课器具：投电影，多媒体协助教课设施★课时安排1课时★教课过程（一）引入新课教师：同学们有没有听闻过画龙点睛的传说，或许将一种物质变为另一种物质。
学生谈论特别活跃，孙悟空，八仙，仙人；魔术，街头骗局。
评论：经过这样新奇的课题引入，给学生创建情形，能充分调换学生的踊跃性，挑起学生对未知知识的热忱。
教师：方才同学们讲的都很好，但都是假的。
孙悟空，八仙，仙人：人物不存在。
魔术，街头骗局：就是假的。
学生立时寂静，同时也心存迷惑：自然是假的，莫非还有真的不行？评论：关于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提升警惕当心被骗被骗，提升学生自我保护意识。
更为吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教课的顺利进行确立了基础。
教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变为另一种物质呢？学生惊诧。
评论：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。
教师：有（高声，必定地回答）学生吃惊，谈论纷繁。
评论：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。
经过这样四次吊胃口，新课的成功将是必定。
教师：这就是我们今日要学习的放射性元素的衰变。
评论：实时推出课题。
（二）进行新课 1．原子核的衰变教师：原子核放出α或β粒子，因为核电荷数变了，它在周期表中的地点就变了，变为另一种原子核。
我们把这类变化称为原子核的衰变。
学生豁然爽朗：科学、真切的将一种物质变为另一种物质，本来就是原子核的衰变。
第二节 核衰变与核反应方程
8次 α衰变，6次 β衰变， 中子数减少 22个.
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，应从右盘中取出的砝码为（ ）
D A．222g
C．2g
B．8g
D．4g
练习：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 C、磁场方向一定垂直于 纸面向里 D、不能判定磁场方向向 里还是向外
第二节 核衰变与核反应方程
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 238 234 4 自 α衰变： 92 U 90 Th 2 He β衰变：
234 90
Th
234 91
Pa e
0 1
然 衰 变
4 17 1 质子的发现：14 7 N 2 He 8 O 1 H
(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．
放射性同位素作为“时钟”，来测量漫 长的时间，这叫做放射性同位素鉴年 法．
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、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
R2
× × × ×
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
物理选修3-5粤教版4.2 核衰变与核反应方程 课件
次数与其质量成正比．
设倒入水库中的放射性同位素原有质量为 m0，经过 10 d 后剩下的质量为 m，且充分均匀地混合于水中，则在存水量为
Q m3 的水库中所取得的 1 m3 水样中含有的该放射性同位素的
质量为 Δm，于是有
10
m＝
m0
1 2
2
，Δm＝Qm，Δm∶m0＝10∶8×107
由此可解得水库存水量为 Q＝2.5×105 m3.
5
【例题】( 双选) 关于天然放射现象，以下叙述正确的是 ()
A．原子核衰变时有可能单独放出 γ 射线 B．β 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所 产生的 C．在 α、β、γ 这三种射线中，γ 射线的穿透能力最强，α 射线的电离能力最强 D．铀核(29328u)衰变为铅核(28026Pb)的过程中，要经过 8 次 α 衰变和 10 次 β 衰变
4．碳 14 的应用：(1)利用碳 14 的半衰期进行年代测定； (2)利用碳 14 的放射性检测胃病(由于射线对人体有害，现在医院 普遍采用无放射性的碳 13 进行胃病检测)．
10
【例题】下列有关半衰期的说法正确的是( ) A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰 变的时间越短，衰变速度越大 B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子 核的减少，元素的半衰期也变短 C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元 素的衰变速度 D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合 物，均可减小衰变速度
13
题型 1 衰变规律的应用
【例题】某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰
变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是( C )
A．中子数减小 8 C．质子数增加 2
第02节核衰变与核反应方程
第四章原子核第二节原子核衰变及半衰期●学习目标1、知道放射现象的实质是原子核的衰变2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
3、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律4、理解半衰期的概念●重点和难点重点：原子核的衰变规律及半衰期难点：半衰期描述的对象课前导学一、天然放射性的发现①物质发射射线的的性质称为放射性。
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83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性二、放射线中的三剑客在射线经过的空间施加磁场，射线会分成三束，其中有两束发生了不同的偏转，说明这两束_____________，另一束不偏转，说明_____________。
这三种射线叫_____________、_____________、_____________。
三、原子核的衰变1.定义：原子核自发地放出某种粒子而转变成的变化称为原子核的衰变.可分为、，并伴随着γ射线放出.2.分类：（1）α衰变：铀238发生α衰变的方程为：，每发生一次α衰变，核电荷数减小2，质量数减少4.α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个和两个组成的粒子（即氦核）.（2）β衰变：钍234发生β衰变的方程为：，每发生一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变.β衰变的实质是元素的原子核内的一个变成时放射出一个（核内110011n H e -→+）.（3）γ射线是伴随 衰变或 衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电荷数和质量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出 .3.规律：原子核发生衰变时，衰变前后的 和 都守恒.注意：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. 四、半衰期1.定义：放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间叫做原子核的半衰期.2.意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度.3.特征：半衰期由 的因素决定,跟原子所处的 或 状态无关. 新 知 探 究 一、 放射线中的三剑客导学释疑：再一次指导学生阅读课本内容，通过小组合作学习，讨论探究以下问题，实现兵教兵。
第二节[1].核衰变与核反应方程
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三.衰变的本质
2.β粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的
+
V
-
三.衰变的本质
3.γ射线通常是伴随α射线和β射线产生的。
原子核发生α或β衰变后，往往处于激发态，这 时它向低能级跃迁，辐射出γ光子。
典型例题
例2.请完成下列核反应方程
放射性物质 210 Po 和 84
210 84
60 27
Co 的核衰变方程为：
Rn 要经过m次衰变和n次
( B )
（D）16， 6
四.衰变的快慢——半衰期
半衰期(T)：放射性元素的原子核有半数发生 t 衰变所需的时间. m = m ( 1 ) T 0 2
1 2 1 8
1 4
四.衰变的快慢——半衰期
决定因素：衰变发生在原子核内部，所以 半衰期只由原子核内部本身的因素决定。 即无论以单质还是化合物的形式存在,无论 对它加压还是增高温度,都不能改变半衰期.
放 射 性
三种衰变
衰 变 快 慢
β衰变 γ衰变
t 1 T m = m0 ( ) 2
半衰期
即时反馈
1.某原子核 分裂为两个α粒子.由此可知( ) A.A=7,Z=3 B.A=7,Z=4 C.A=8,Z=3 D.A=8,Z=4
A Z X吸收一个中子后，放出一个电子，
即时反馈
2.质量数为297的第118号元素，是迄今为止门捷列夫元 素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的 原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后， 变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程 中的粒子x是( ) A、中子 B、质子 C、电子 D、α粒子
X
(___) (___)
Y e
35第四章第二节核衰变及核反应方程
课堂练习题
• 1.关于α射线,β射线,γ射线,下列说法正确的是:
A．α射线是十分之一光速的氦核,不带电 ＣＤ
Ｂ．β射线是高速电子流,穿透能力最强 Ｃ．γ射线是α衰变或β衰变产生的新核辐射出来的 Ｄ．γ射线是波长极短的电磁波,电离作用最弱 • 2.铋210半衰期是5天,100克的铋210经过15天后,
（A）2，4 （B）4，2
B
（C）4，6 （D）16，6
例4．下列说法正确的是 （ C ）
A. α射线与γ射线都是电磁波 B. β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能
改变原子核衰变的半衰期 D.原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于
原核的质量
课后作业
放出α射线的衰变叫α衰变 放出β射线的衰变叫β衰变 放出γ射线的衰变叫γ衰变
γ衰变伴随着α衰变或β衰变。
2．衰变方程
α衰变
U 238
92
23940Th
24He
A Z
X
A4 Z 2
Y
4 2
He
β衰变 23940Th 29314Pa 10e
A Z
X
Z A1Y
0 1
e
衰变规律： 质量数和电荷数守恒
二、核反应方程
γ射线 （光子流）
eo
1
-e 较强 较强 0.9c
γ 不带电 最弱 最强 c
原子核的组成
质子的发现
• 1919年，卢瑟福用α粒子轰 击氮核时，发现了质子。
氮气Ｎ２
Ａ：放射性物质 Ｆ：铝箔
Ｔ
Ｔ
Ｃ
Ｓ
Ｍ
A
F
Ｃ：容器 Ｓ：荧光屏
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思考与研讨
解：⑴由质量数守恒和电荷数守恒得：
10 5
B
01n
24He
37Li
⑵由于α粒子和反冲核都带正电，由左手定则知， 它们旋转方向都是顺时针方向，示意图如下。
⑶由动量守恒可以求出反冲核的速度大
小是103m/s方向和α粒子的速度方向
相反，由带电粒子在匀强磁场中做匀速
α
圆周运动的半径公式
r mv qB
跟踪训练题
2、21083Bi的半衰期是5天，10g的铋210 经过20天后还应该剩下多少？
3、放射性元素2411Na经过6 h后只剩下 1/8没有衰变，它的半衰期是多长？
思考与研讨
例7. 静止在匀强磁B核场俘中获的了一一个个1速50 度为v
=7.3×104m/s的中子而发生核反应，生成α粒子与 一个新核。测得α粒子的速度为2×104 m/s，方向与 反应前中子运动的方向相同，且与磁感线方向垂直。 求：⑴写出核反应方程。⑵画出核反应生成的两个粒 子的运动轨迹及旋转方向的示意图（磁感线方向垂直 于纸面向外）。⑶求α粒子与新核轨道半径之比。
1 0
n
11H
1 0e
思考与研讨
例1、关于天然放射现象，下列说法正确的是: ( B)C A、是玛丽*居里夫妇发现的 B、首先说明了原子核不是单一的粒子 C、γ 射线必须伴随着α或β射线而产生 D、任何放射性元素都能同时发出三种射线
例2、在核反应方程式
U 235
92
10
n 9308
Sr
136 54
可求得它们的半径之比是120∶7
2、反应能：在核反应过程中，原子核的质 量和电荷数会发生变化，同时伴随着能量的 释放或吸收，所放出或吸收的能量叫做反应 能。
③衰变规律（通式）：
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
A Z
X
Z
A1Y
10e
γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后
跃迁到低能级。γ辐射不引起原子核衰变。
如：α衰变
第二节
核衰变与核反应方程
天然放射现象 放射性物质发出的射线有三种：
天然放射线有哪几种？其性质如何？
α射线 β射线 γ射线
高速氦核流(
4
2
He
)
高速电子流( -01e )
高频电磁波（高能光子流）
一、原子核的衰变
α射线、β射线和γ射线都是从原子核里放射 出来的。原子核放出α粒子或β粒子后，会变 成新的原子核。
三、半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的 时间叫半衰期。半衰期越大，表明放射性元素 的衰变变得越慢。计算式为：
t
Nt
N 0
1 2
T
t
或
mt
m0
1 T 2
式中m表示放射性物质
的质量。以上各式左边
的量都表示时间t后的
剩余量。
注意：半衰期由放射性元素的原子 核内部本身的因素决定，跟原子所处 的物理状态(如压强、温度等)或化学 状态(如单质、化合物)无关。
发射一个氦核
U 238 92
23940Th
24He
新核：质量数减4，电荷数减2
在元素周期表中前移2位
（核内
211
H
2
1 0
n
4 2
He
）
如：β衰变
发射一个电子
23940Th 29314Pa 10e
Байду номын сангаас
新核：质量数不变，电荷数增1 在元素周期表中后移1位
质量数守恒，电荷数守恒，能量守恒
核内放出电子原因：中子转化成质子和电子
Xe kX
中(
B)
A．X是中子，k=9 B．X是中子，k=10
C．X是质子，k=9 D．X是质子，k=10
思考与研讨
例3、钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种
稳定的元素.这种元素是
P,b它的质量数是 ,
原子序2数08是
.
82
例4、静止在匀强磁场中的U238，当它自发地放出一 个α粒子后变成一个新核，若α粒子放出时的速度方 向与磁感强度方向垂直，则α粒子和新生核做匀速圆 周运动的轨道半径之比为______。
原子核的衰变：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。
理解：原子核由于放出某种粒子而转变为 新核的变化。
注意：原子核衰变时电荷数和质量数都守 恒，能量守恒，但质量不守恒。
二、核反应方程
1、核反应：除了天然放射性元素会自动产 生自发核衰变外，还可以利用天然放射性的高 速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核， 以产生新的原子核，这个过程叫做核反应。