人教版高中物理选修3-5课件高三放射性的应用与防护(第四节)
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最新人教版高中物理选修3-5第十九章《放射性的应用与防护》课件
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第十九章 原子核
二、核反应 1．定义：原子核在 其他粒子的轰击下产生 新原子核 的过
程． 2．遵循规律： 质量数 守恒，电荷数 守恒． 3．原子核的人工转变
1919 年卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同 位素，同时产生了一个质子，核反应方程： 42He＋174N→187O＋11H，第一次实现了原子核的人工转变．
3．放射性同位素的分类 (1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．
思考：为什么采用人工放射性元素？
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第十九章 原子核
想一想 医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长 的还是短的？为什么？ 答案 半衰期短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．
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探测射线的 方法.
规律，会正确书写核反应
方程.
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一、探测射线的方法
第十九章 原子核 知识探究
问题设计
肉眼看不见射线，但是射线中的粒子与其他物质作用时的现象， 会显示射线的存在．你能举出一些例子吗？ 答案 ①放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核 心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡．②放射线
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第十九章 原子核
注意：核反应及核反应方程 1．核反应的条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰
击原子核使原子核发生转变． 2．核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞
将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转 变．
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第十九章 原子核
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最新人教版高中物理选修3---5 课件 放射性的应用与防护
（1） N + α = O 1+4 质子
17
（2） C + He → O + H
（3） Be + He → C +7 γ
7
（4） H + n → H + γ
14
4
17
1
7
2
8
1
9
4
13
4
2
6
1
0
1
1
1
2
二、人工放射性同位素
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 发现经过α粒子轰击嘚铝片中含有放射性磷
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，所用嘚设备叫γ射线探伤 仪．
B、利用射线嘚穿透本领与物质厚度密度嘚关系，来检查各种产品嘚厚度和密封容器中液体嘚高度等，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、纺织品上嘚静电
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
第四节 放射性嘚应用与防护
一、核反应
卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新嘚能量比 α粒子大嘚粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时 放出嘚。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核嘚转变，人类第一次打开了原子核嘚大门。
人体甲状腺嘚工作需要碘．碘被吸收后会聚集在甲状腺内．给人注射碘嘚放射性同位素碘131，然后 定时用探测器测量甲状腺及邻近组织嘚放射强度，有助于诊断甲状腺嘚器质性和功能性疾病．
检漏、研究机件磨损、诊 断疾病、分析生物分子结 构等。
人教版物理选修3-5课件第19章第四节
5．人工转变核反应与衰变的比较 原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒 子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和 条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化， 它不受物理化学条件的影响．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．下列反应方程中正确的是( ) A.238U→ 234Th＋ 2H B.9Be＋4He→12C＋ 1n 92 90 1 4 2 6 0 C.234Th→ 234Pa＋ 0e D.31P→30Si＋ 0e 90 90 1 15 14 1
(1)在农业生产中，探测农作物在不同的季节对 元素的需求． (2)在工业上，检查输油管道上的漏油位置．
(3)在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸
收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪 原子的( ) A．利用钴60治疗肿瘤等疾病 B．γ射线探伤 C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输 油管的漏油情况 D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用 以检测农作物吸收养分的规律
2．气泡室
与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并
控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液
压强 体的沸点．当气泡室内的___________突然降 沸点 低时，液体的___Байду номын сангаас_____变低，因此液体过热， 粒子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出
粒子的径迹来．
3．盖革－米勒计数器 它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管， 导电圆筒 里面有一个接在电源负极上的____________， 金属丝 筒内中间有一根接电源正极的__________， 惰性 里面充入______气体以及少量 酒精或溴 电离 ______________蒸气．当射线通过管内时， 电子 会使气体________，产生的________在电场 中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离， 产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生 大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次 电流脉冲 瞬间导电，电路中形成一次____________， 电子仪器把这次脉冲记录下来．
人教版高中物理选修3-5课件第十九章第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护.pptx
析粒子的带电、ห้องสมุดไป่ตู้量、能量等情况
解析：盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的 种类，因为不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲 现象相同，故选B。 答案：B
3．铝箔被 α 粒子轰击后发生了以下核反应：2173Al＋42He―→X
＋10n。下列判断正确的是 A.10n 是质子
()
B.10n 是中子 C．X 是2184Si 的同位素
荧光
2．探测射线的装置 (1)威耳逊云室： ①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子， 酒精蒸电气离就会过以饱这和些离子为核心凝结成雾滴，于是显示 出射线的径迹。 ②粒子的径迹
α粒子
β粒子
γ粒子
径迹 而直 粗 比较，细且常常 弯曲 一般看不到
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的 是气泡室里装的是，液例体如。 液态氢 粒子通过液体时过，热在它的周围产生而形成粒子气的泡径迹。
[名师点睛] 因为人造放射性同位素与天然放射性物 质相比有许多优点。因此，凡是用到射线时，用的都是人 造放射性同位素。
3．正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将 放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程。15O在人 体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一 对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。 根据PET原理，回答下列问题：
2．气泡室探测射线的特点 控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸 点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热， 在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察比较稀 少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以 发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的 机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况，可以 分析出粒子的带电、动量、能量等情况。
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护PPT(共63页)
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
约里奥·居里夫妇
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子，质子的符号是 H 或 P
卢瑟福
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卢瑟福在实验室
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
质子的发现
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程 英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒 子径迹中，发现了8条产生分叉的记录 分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
质子的发现
卢瑟福在实验（用α粒子 轰击氮原子核）中发现，
往容器C 中通入氮气后， 在荧光屏S上出现了闪光，
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
这表明，有一种新的能量比α粒子大 的粒子穿过铝箔，撞击在S屏上，
原子核放出 粒子或 粒子，由于核电荷数变了，而变成另
一种原子核。
原子核的衰变有什么样的规律
衰变是原子核的自发变 化，科学家更希望人工
①衰变时电荷数和质量数都守恒
控制原子核的变化
②衰变过程不可逆，所以用箭头，不用等号
③由实验决定，不凭空编造
人工核反应和放射性同位素
了解几个著名的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工核反应 理解放射性同位素的概念
新核的电量较大，速度较慢， 径迹短而粗；质子速度大，电 量小，故径迹细而长．
约里奥·居里夫妇
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带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子，质子的符号是 H 或 P
卢瑟福
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卢瑟福在实验室
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质子的发现
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程 英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒 子径迹中，发现了8条产生分叉的记录 分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
质子的发现
卢瑟福在实验（用α粒子 轰击氮原子核）中发现，
往容器C 中通入氮气后， 在荧光屏S上出现了闪光，
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
这表明，有一种新的能量比α粒子大 的粒子穿过铝箔，撞击在S屏上，
原子核放出 粒子或 粒子，由于核电荷数变了，而变成另
一种原子核。
原子核的衰变有什么样的规律
衰变是原子核的自发变 化，科学家更希望人工
①衰变时电荷数和质量数都守恒
控制原子核的变化
②衰变过程不可逆，所以用箭头，不用等号
③由实验决定，不凭空编造
人工核反应和放射性同位素
了解几个著名的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工核反应 理解放射性同位素的概念
新核的电量较大，速度较慢， 径迹短而粗；质子速度大，电 量小，故径迹细而长．
高三物理放射性的应用与防护课件(第四节)
复习： 1、天然放射现象由谁首先发现嘚，有何意义？
2、放射线嘚种类及性质？
3、衰变嘚种类及衰变所遵循嘚规律？
4、有关半衰期嘚概念及影响半衰期嘚因素 和公式？
新课教学 一、放射性嘚应用：
1、放射性同位素：
具有放射性嘚同位素。
2、放射性同位素嘚应用：
（1）利用它嘚射线作探测和辐照
（2）作为示踪原子 二、放射性污染和防护：
Kr ）是不稳定嘚，它经过一9系0列衰变最终成为稳定嘚锆90（
（
）36
），
A．1次α衰变，6次β衰变 B．4 次β衰变
90 40
Zr
C．2次α衰变
B
D．2次α衰变，2次β衰变
本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可 记为下式：
另一系列衰变如下：
已知P是F嘚同位素，则
解：由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。 由左手定则，两者嘚环绕嘚方向均为逆时针方向。 r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子，
U 238
92
24He
29304Th
b A
a
这个原子核嘚原子序数是92
铀裂变嘚产物之一氪90（ 这些衰变是
92
01n
3985Sr15348X1n
(3)
U 2 3 8
92
29304Th x3
(4) 1224Mg 24He 1237Al x4
以下判断中正确嘚是 (
)
A. x1是中子 B. x2是质子
C. x3是α粒子 D. x4是氘核
AC
在垂直于纸面嘚匀强磁场中，有一原来静止嘚原子核，该核衰变后，放出嘚带电粒子和反冲核嘚运动轨迹
2、放射线嘚种类及性质？
3、衰变嘚种类及衰变所遵循嘚规律？
4、有关半衰期嘚概念及影响半衰期嘚因素 和公式？
新课教学 一、放射性嘚应用：
1、放射性同位素：
具有放射性嘚同位素。
2、放射性同位素嘚应用：
（1）利用它嘚射线作探测和辐照
（2）作为示踪原子 二、放射性污染和防护：
Kr ）是不稳定嘚，它经过一9系0列衰变最终成为稳定嘚锆90（
（
）36
），
A．1次α衰变，6次β衰变 B．4 次β衰变
90 40
Zr
C．2次α衰变
B
D．2次α衰变，2次β衰变
本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可 记为下式：
另一系列衰变如下：
已知P是F嘚同位素，则
解：由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。 由左手定则，两者嘚环绕嘚方向均为逆时针方向。 r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子，
U 238
92
24He
29304Th
b A
a
这个原子核嘚原子序数是92
铀裂变嘚产物之一氪90（ 这些衰变是
92
01n
3985Sr15348X1n
(3)
U 2 3 8
92
29304Th x3
(4) 1224Mg 24He 1237Al x4
以下判断中正确嘚是 (
)
A. x1是中子 B. x2是质子
C. x3是α粒子 D. x4是氘核
AC
在垂直于纸面嘚匀强磁场中，有一原来静止嘚原子核，该核衰变后，放出嘚带电粒子和反冲核嘚运动轨迹
人教版高中物理选修3-5第19章 第3、4节 探测射线的方法 放射性的应用与防护课件
第十九章
原子核
第三节 探测射线的方法 第四节 放射性的应用与防护
第十九章 原子核
【素养目标定位】
※ 理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 ※ 了解探测射线的仪器和方法 ※ 了解放射性的应用和防护
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第十九章 原子核
【素养思维脉络】
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1
课前预习反馈
2
课内互动探究
3
核心素养提升
4
课内随堂达标
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第十九章 原子核
知识点 4 人工放射性同位素的应用与防护 1．放射性同位素的定义 有些同位素具有__放__射__性____，叫做放射性同位素。 2．人工放射性同位素的发现 (1)1934年，约里奥·居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3105P。 (2)发现磷同位素的方程：42He＋1237Al―→__31_05_P_＋__10_n______。
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第十九章 原子核
思考辨析
『判一判』
(1)威尔逊云室可以显示α粒子和β粒子的径迹。
( √)
(2)G－M计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。( × )
(3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
( √)
(4)放射性同位素
30 15
P，即可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获
得。
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第十九章 原子核
3．盖革—米勒计数器 (1)结构见课本 (2)原理： 当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体__电__离____，产生的电子在电 场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子__碰__撞____时，又使气体分 子 电 离 ， 产 生 ___电__子___…… 这 样 ， 一 个 射 线 粒 子 进 入 管 中 后 可 以 产 生 大 量 ___电__子___。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲 放电，利用电子仪器可以把放电___次__数___记录下来。 (3) 特 点 ： 检 测 射 线 十 分 方 便 ， 但 只 能 用 来 __计__数____ ， 不 能 区 分 射 线 的 种 类。此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200 μs，G－M计 数器也不能区分它们。
原子核
第三节 探测射线的方法 第四节 放射性的应用与防护
第十九章 原子核
【素养目标定位】
※ 理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 ※ 了解探测射线的仪器和方法 ※ 了解放射性的应用和防护
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第十九章 原子核
【素养思维脉络】
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核心素养提升
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第十九章 原子核
知识点 4 人工放射性同位素的应用与防护 1．放射性同位素的定义 有些同位素具有__放__射__性____，叫做放射性同位素。 2．人工放射性同位素的发现 (1)1934年，约里奥·居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3105P。 (2)发现磷同位素的方程：42He＋1237Al―→__31_05_P_＋__10_n______。
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第十九章 原子核
思考辨析
『判一判』
(1)威尔逊云室可以显示α粒子和β粒子的径迹。
( √)
(2)G－M计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。( × )
(3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
( √)
(4)放射性同位素
30 15
P，即可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获
得。
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第十九章 原子核
3．盖革—米勒计数器 (1)结构见课本 (2)原理： 当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体__电__离____，产生的电子在电 场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子__碰__撞____时，又使气体分 子 电 离 ， 产 生 ___电__子___…… 这 样 ， 一 个 射 线 粒 子 进 入 管 中 后 可 以 产 生 大 量 ___电__子___。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲 放电，利用电子仪器可以把放电___次__数___记录下来。 (3) 特 点 ： 检 测 射 线 十 分 方 便 ， 但 只 能 用 来 __计__数____ ， 不 能 区 分 射 线 的 种 类。此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200 μs，G－M计 数器也不能区分它们。
人教版物理选修3-5课件：第十九章 第3-4节 放射性的应用与防护
2．三个重要的原子核的人工转变方程． (1)卢瑟福发现质子：147N＋42He→187O＋11H. (2)查德威克发现中子：94Be＋42He→126C＋10n. (3)约里奥－居里夫妇发现人工放射性同位素： 42He＋1237Al→3105P＋10n， 3105P 具有放射性，3105P→3104Si＋01e.
第十九章 原子核
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护
学习目标
重点难点
1.知道放射线的粒子与其他 重点 1.探测射线
物质作用时产生的一些现
的方法．
象，熟悉探测射线的几种
2．原子核
仪器．
的人工转变.
2．知道什么是放射性同位 难点 素和人工放射性同位素．
3．了解放射性在生产和科 学领域的应用． 4．知道核反应及其遵从的
探测射线的 方法.
规律，会正确书写核反应
方程.
知识点一 探测射线的方法
提炼知识 1．探测方法． (1)组成射线的粒子会使气体或液体电离，以这些离 子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生 气泡． (2)射线能使照相乳胶感光． (3)射线能使荧光物质产生荧光．
2．探测仪器． (1)威耳逊云室：①原理：粒子在云室内气体中飞过， 使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离 子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹． ②粒子径迹形状．
2．人工放射性同位素． (1)放射性同位素的定义：有些同位素具有放射性， 叫做放射性同位素． (2)人工放射性同位素的发现： ①1934 年，约里奥—居里夫妇发现经过 α 粒子轰击 的铝片中含有放射性磷3105P. ②发现磷同位素的方程：42He＋2173Al→_31_05P_＋__10_n__．
解析：云室内充满过饱和蒸汽，射线经过时把气体电 离，过饱和蒸汽以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的 路线排列，显示出射线的径迹，故 A 选项正确；由于 α 粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以 α 射线在云室中的 径迹粗而短，即 B 选项正确；由于 γ 射线的电离本领很 弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，
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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
核的运动轨迹分别如图中a，b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 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
最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探
测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究
（2）作为示踪原子 二、放射性污染和防护：
(钍239)20T经h过一系列α 和β 衰变,
成为(铅28028)P()b
BD
(A)铅核比钍核少24个中子 (B)铅核比钍核少8个质子 (C)共经过4次α衰变和6次β衰变 (D)共经过6次α衰变和4次β衰变
下列四个方程中，x1x2x3和x4各代表某种粒子。
某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现
生 。成 由的 此超，重可120元在503 F素判r的 定核 生经 成过 的超6ZA次X重a衰元变素后的的原产子物序是数
和质量数分别是（ ）
D
（A）124，259 （B）124，265
（C）112，265 （D）112，277
如图，在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核， 当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道 才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两 圆的半径之比是45∶1，这个放射性元素原子核的原 子序数是多少？
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
复习： 1、天然放射现象由谁首先发现的，有何意义？
2、放射线的种类及性质？
3、衰变的种类及衰变所遵循的规律？
4、有关半衰期的概念及影响半衰期的因素 和公式？
新课教学 一、放射性的应用： 1、放射性同位素： 具有放射性的同位素。
2、放射性同位素的应用： （1）利用它的射线作探测和辐照
B．R是E的同位素，S是F的同位素
C．R是G的同位素，S是H的同位素
D．Q是E的同位素，R是F的同位素
若用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表此原子
的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的中子
数,则对的原子来239说40T（h ）
B
A．x=90y=90z=234B．x=90y=90z=144
A．1次α衰变，6次β衰变
B
B．4次β衰变
C．2次α衰变
D．2次α衰变，2次β衰变
本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F， 再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变 可记为下式：
EF GH
另一系列衰变如下： P Q R S
已知P是F的同位素，则（）
B
A．Q是G的同位素，R是H的同位素
C．x=144y=144z=90D．x=234y=234z=324
解：由动量守恒定律MV+mv=0两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是α衰变。 由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。
r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90大圆为α粒子，
U 238
92
4 2
He
23940Th
bA
a
这个原子核的原子序数是92
铀裂变的产物之一氪90（）是9306不K稳r 定的，它经过一 系列衰变最终成为稳定的锆90（），这些9400衰Z变r 是（）
(1) 29325U 01n 3985Sr15348Xe 3x1 (2) 12H x2 23He01n (3) 29328U 23940Th x3 (4) 1224Mg 24He 1237Al x4
以下判断中正确的4是氘核