天然放射现象 衰变 应用与防护
高中物理分层练习：放射性 衰变 放射性的应用、危害与防护
高中物理分层练习：放射性 衰变 放射性的应用、危害与防护(时间：40分钟 分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1．(多选)一个原子核发生衰变时,下列说法中正确的是( ) A ．总质量数保持不变 B ．核子数保持不变C ．变化前后质子数保持不变D ．总动量保持不变ABD [衰变过程中质量数守恒,又质量数等于核子数,故衰变过程中核子数不变,A 、B 正确；发生β衰变时,质子数增加,中子数减少,C 错误；由动量守恒的条件知D 正确．]2.如图所示,铅盒A 中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有( )A ．打在图中a 、b 、c 三点的依次是β射线、γ射线和α射线B ．α射线和β射线的轨迹是抛物线C ．α射线和β射线的轨迹是圆弧D ．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b C [由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上,β粒子受的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110,而β粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动．故C 正确,A 、B 、D 错误．]3．关于天然放射现象,以下叙述正确的是( ) A ．若使放射性物质的温度升高,其半衰期将变大B ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的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()23892U 衰变为铅核()20682Pb 的过程中,要经过6次α衰变和4次β衰变C [半衰期与元素的物理状态无关,若使某放射性物质的温度升高,其半衰期将不变,故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子变成质子时释放出的电子,故B 错误；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,故C 正确；铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中,每经一次α衰变质子数少2,质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1,质量数不变；由质量数和核电荷数守恒,要经过8次α衰变和6次β衰变,故D 错误．]4．(多选)下列说法中正确的是( ) A ．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B ．β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C ．α衰变说明原子核中含有α粒子D ．γ射线总是伴随其他衰变发生,它的本质是电磁波BD [原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子,故A 错误,B 正确．α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．γ射线总是伴随其他衰变发生,它的本质是电磁波,故D 正确．]5．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线,其强度容易控制,这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中,属于γ射线的应用的是( )A ．医学上制成γ刀,无需开颅即可治疗脑肿瘤B ．机器运转时常产生很多静电,用γ射线照射机器可将电荷导入大地C ．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机,可对薄铝板的厚度进行自动控制D ．用γ射线照射草莓、荔枝等水果,可延长保存期AD [γ射线的电离作用很弱,不能使空气电离成为导体,B 错误；γ射线的穿透能力很强,薄铝板的厚度变化时,接收到的信号强度变化很小,不能控制铝板厚度,C 错误；γ射线能量很大,可以杀菌,延长水果的保存期,对肿瘤细胞有很强的杀伤作用,故A 、D 正确．]6．若元素A 的半衰期为4天,元素B 的半衰期为5天,则相同质量的A 和B,经过20天后,剩下的质量之比m A ∶m B 为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．5∶4D ．4∶5A [元素A 的半衰期为4天,经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫125,元素B 的半衰期为5天,经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫124,剩下的质量之比m A ∶m B ＝1∶2,A 正确．]二、非选择题(14分)7．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：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途是( )A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应______．(选填“长”“短”或“长短均可”)[解析](1)由题意得158O→157N＋0＋1e,0＋1e＋0－1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后,由于它能放出正电子,并能与人体内的负电子产生一对光子,从而被探测器探测到,所以它的用途为作为示踪原子．B正确．(3)根据同位素的用途,为了减小对人体的伤害,半衰期应该很短．[答案](1)158O→157N＋ 0＋1e, 0＋1e＋0－1e→2γ(2)B (3)短[能力提升练]一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)1．(多选)目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些材料都不同程度地含有放射性元素,下列有关放射性元素的说法正确的是( )A．β射线与γ射线一样都是电磁波,但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.23892U衰变成20682Pb要经过8次α衰变和6次β衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的CD[β射线的实质是电子流,γ射线的实质是电磁波,γ射线的穿透本领比较强,故A错误；半衰期对大量的原子核适用,对少量的原子核不适用,故B错误；因为β衰变的质量数不变,所以α衰变的次数n＝238－2064＝8,在α衰变的过程中电荷数总共少16,则β衰变的次数m＝16－101＝6,所以选项C正确；β衰变时,原子核中的一个中子,转变为一个质子和一个电子,电子以β射线的形式释放出来,所以选项D正确．]2．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其监测装置由放射源、探测器等构成,如图所示．该装置中探测器接收到的是( )A ．X 射线B ．α射线C ．β射线D ．γ射线D [放射源按放射线分为α、β、γ和中子源,没有X 射线源,α射线的穿透能力弱,不能穿透钢板,β射线只能穿透3 mm 厚的铝板,而γ射线才能穿透钢板,故D 正确．]3．元素X 是Y 的同位素,分别进行下列衰变过程：X ――→αP ――→βQ,Y ――→βR ――→αS.则下列说法正确的是( )A ．Q 与S 是同位素B ．X 与R 原子序数相同C ．R 比S 的中子数多1D ．R 的质子数少于上述任何元素A [上述变化过程为：M A X ――→αM －4A －2P ――→βM －4A －1Q,N A Y ――→β N A ＋1R ――→αN －4A －1S,由此可知,Q 与S 为同位素,R 比S 多两个中子,比X 多一个质子,故A 正确,B 、C 、D 错误．]4．(多选)某校学生在进行社会综合实践活动时,收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表),并总结出它们的几种用途． 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 钋210 α 138天 锶90 β 28年 钴60 γ 5年 镅241β433天锝99γ6小时氡α3.8天A ．塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄,利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀B ．钴60的半衰期为5年,若取4个钴60原子核,经10年后就一定剩下一个原子核C ．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中,放射性元素的半衰期不变D ．用锝99可以作示踪原子,用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质,当这些物质的一部分到达到检查的器官时,可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否CD [因为α射线不能穿透薄膜,无法测量薄膜的厚度,所以A 错误；钴60的半衰期为5年,是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间,因此B 错误,C 正确；检查时,要在人体外探测到体内辐射出来的射线,而又不能让放射性物质长期留在体内,所以应选取锝99作为放射源,D 正确．]二、非选择题(本大题共2小题,共26分)5．(12分)放射性同位素14C 被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物体的年代,此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成不稳定的14 6C,它很容易发生衰变,放出β射线变成一个新核,其半衰期为5 730年,试写出14C 的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中的14 6C 含量只有活体中的25%,则此遗骸距今约有多少年？ [解析] (1)14 6C 的β衰变方程为：14 6C ―→ 0－1e ＋147N.(2)14 6C 的半衰期τ＝5 730年．生物死亡后,遗骸中的14 6C 按其半衰期变化,设活体中14 6C 的含量为N 0,遗骸中的14 6C 含量为N,则N ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τN 0, 即0.25N 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t5 730N 0,故t 5 730＝2,t ＝11 460年．[答案] (1)14 6C ―→ 0－1e ＋147N (2)11 460年6．(14分)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,并由吴健雄用 6027Co 的衰变来验证,其核反应方程是6027Co→A Z Ni ＋0－1e ＋νe .其中νe 是反中微子,它的电荷量为零,静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中,衰变产物A Z Ni 的质量数A 是________,核电荷数Z 是________．(2)在衰变前 6027Co 核静止,根据云室照片可以看出,衰变产物Ni 和0－1e 的运动径迹不在一条直线上,如果认为衰变产物只有Ni 和0－1e,那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)6027Co 是典型的γ放射源,可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种,如棉花高产品种“鲁棉1号”,年种植面积曾达到3 000多万亩,在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________,从而产生可遗传的变异．[解析](1)根据质量数和电荷数守恒,核反应方程为：6027Co→6028Ni＋0－1e＋νe,由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零,分裂成两个粒子后,这两个粒子的动量和应还是零,则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上,如果认为衰变产物只有Ni和0－1e,就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子,会使种子的遗传基因发生突变,从而培育出优良品种．[答案](1)60 28 (2)动量(3)基因突变。
教案-选修3-5-3.2~3放射性 衰变 应用及防护
授课题目 3.2~3 放射性衰变应用及防护第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1．了解发现天然放射性的大致情况2. 了解放射性衰变的现象。
知道三种射线的性质及特点3. 知道放射性元素衰变的半衰期。
过程与方法1. 通过分析探测射线现象的过程，培养学生的推理能力。
2. 通过收集放射性应用与防护的信息，培养学生应用已有知识处理加工信息、探求新知识的能力。
情感态度与价值观通过了解居里夫人艰苦奋斗投身科学的事迹，让学生体会成功的得来是需要持之以恒的。
教学重点三种射线的组成和性质，半衰期的概念教学难点半衰期的概念的理解教学方法讲授法，自学法，练习法，举例法教学手段多媒体教学设备板书或板图设计3. 2~3 放射性衰变应用及防护教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思教学过程环节教师活动学生活动1.引入故事引入，铱放射源被工人拾到放在裤兜里3小时，工人进医院。
由此可知放射性对我们来说很神秘，也有几分危险，这节课我们来了解它。
这节课的主要问题：什么是放射性？放射性的本质是什么？有哪些应用和危害？如何利用和防止危害。
2. 天然放射性的发现1. 讲述法国物理学家贝克勒尔，居里夫妇发现放射性现象的故事。
2. 放射性是一种较普遍的现象，原子序数大于83的重元素和一些轻元素的同位素都具有放射性。
3. 衰变的概念1. 讲解卢瑟福的实验。
2. 介绍衰变的概念，讲解三种衰变放射的射线的本质，性质，作用。
注意：（1）说清楚，三种衰变可以单独发生，也可以同时发生，也可以顺序发生。
（2）衰变也不受元素化学性质的影响。
（3）对照每种衰变的方程式，讲解特点，试写几个衰变方程式。
α衰变通式: X Z A→YZ−2A−4+He24β衰变通式: X Z A→YZ+1A+e−10+νe̅. 另外两种情况不讲。
（4）电离能力排序：α射线，β射线，γ射线，穿透能力恰好相反。
练习：钠25发生β衰变。
钚244发生α衰变。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结高中物理是整个成绩中比例相对大的一部分。
很多同学因为没有整理好高考物理的重点知识，所以才掉以轻心。
那么，到底哪些内容才算得上是重要知识点呢?以下店铺为您整理高中物理光电效应知识点相关资料，供您阅读。
高中物理光电效应知识点（一）知识点一：光电效应现象1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大.(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过92.光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε=hν，其中h=6.63×1034 J·s.3.光电效应方程(1)表达式：hν=Ek+W0或Ek(2)hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.知识点二：α粒子散射实验与核式结构模型1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13-2-1所示)2.实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来.如图13-2-2所示.α粒子散射实验的分析图3.原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.知识点三：氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱(1)(频率)和强度分布的记录，即光谱.(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱. 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱. (3)氢原子光谱的实验规律.巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式R()(n=3,4,5，?)，R是里德伯常量，R=1.10×10 m，n为量子数.2.玻尔理论(1)电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hνh是普朗克常量，h=6.63×1034 J·s)(3)是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.点拨：易错提醒n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=，一个氢原子跃迁发出可能n的光谱线数最多为(n-1).(2)由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化.考点一：对光电效应的理解1.光电效应的实质光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子.2.极限频率的实质光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应.这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率..对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速.光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，Ek=hν-W0.如图13-2-4所示.5.用光电管研究光电效应(1)常见电路(2)两条线索①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.②通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大. (3)常见概念辨析每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子?光电子逸出后的最大初动能?1mv?强度——决定着每秒钟光源发射的光子数照射光?频率——决定着每个光子的能量ε=hν?规律总结：(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别.接发出的光电子初动能才最大.考点二：氢原子能级和能级跃迁1.氢原子的能级图n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N=C2=. n(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1).高中物理光电效应知识点（二）知识点一：天然放射现象和衰变1.天然放射现象 (1)天然放射现象.元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.(2)放射性和放射性元素.物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素. (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是γ射线. (4)放射性同位素的应用与防护. ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同.②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等. ③防护：防止放射性对人体组织的伤害. 2.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. (2)分类α衰变：AZX→Z-2Y Aβ衰变：AZX→Z+1Y(3)因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关.点拨：易错提醒1?半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.2?原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化?质量亏损?而释放出核能.知识点二：核反应和核能1.核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.2.核力核子间的作用力.核力是短程力，作用范围在1.5×1015 m之内，只在相邻的核子间发生作用.3.核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.4.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc【考点解析：重点突破】考点一：衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式11N余=N原t/τ，m余=m原()t/τ22式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二：核反应方程的书写规律总结能用等号连接.来写核反应方程.考点三：核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积.(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应.2.核能的计算方法(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们;规律总结;2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位;(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u=1.66×1027 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量，u是原子质量单位.(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.规律总结2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×1082若Δm以“u”为单位，则由1uc=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.高中物理光的本质知识点一、波的干涉和衍射：1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;二、光的电磁说：1、光是电磁波：(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;(2)光的传播不需要介质;(3)光能发生衍射、干涉现象;2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;3、光的衍射：特例：萡松亮斑;4、光的干涉：(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色。
天然放射现象
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02
天然放射现象的应用领域
放射性同位素在医学中的应用
放射性同位素在医学中的应用
• 放射性同位素广泛应用于诊断和治疗疾病 • 例如：放射性碘治疗甲状腺癌、放射性核素骨扫描诊断 骨转移等
放射性同位素在医学中的优势
• 放射性同位素具有高度的灵敏性和特异性 • 可以准确地定位病变部位，提高治疗效果 • 放射性同位素治疗副作用较小，病人耐受性好
天然放射现象概述
01
天然放射现象的基本概念
天然放射现象的定义与原理
天然放射现象是指原子核自发地释放出射线
• 原子核不稳定，会自发地发生衰变 • 衰变过程中释放出能量，表现为射线 • 射线包括阿尔法射线、贝塔射线、伽马射线等
天然放射现象的原理
• 原子核衰变遵循一定的规律 • 衰变过程中，原子核的能量降低，转化为射线 • 射线的能量与原子核的衰变类型和衰变概率有关
天然放射现象的历史与研究现状
天然放射现象的历史
• 1896年，贝可勒尔发现天然放射现象 • 1902年，卢瑟福提出原子核模型 • 1911年，居里夫人发现镭和钋元素
天然放射现象的研究现状
• 目前已知的天然放射现象有几十种 • 对天然放射现象的研究广泛应用于医学、工业、农业等领域 • 天然放射现象的研究仍在不断深入，为人类社会的发展做出贡献
天然放射现象的种类与特点
天然放射现象的种类
• 阿尔法衰变：原子核释放出阿尔法射线，变成另一种原子核 • 贝塔衰变：原子核释放出贝塔射线，变成另一种原子核 • 伽马衰变：原子核释放出伽马射线，变成另一种原子核
天然放射现象的特点
• 自发性强：原子核衰变是自发进行的，不受外界条件影响 • 衰变概率与原子核性质有关：不同元素的原子核衰变概率不同 • 射线能量与原子核性质有关：不同元素的原子核释放的射线能量不同
放射性的应用、危害与防护
放射性的应用、危害与防护一、放射性的应用放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性考古。
1．射线特性的应用(1)α射线：利用α射线带电、能量大，电离作用强的特性可制成静电消除器等。
(2)β射线：由于β射线可穿过薄物或经薄物反射的特性来测量薄物的厚度或密度。
(3)γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。
另外还可以利用射线勘探矿藏等。
2．作为示踪原子在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，同位素和该元素经历过程相同。
用仪器探测出放射性同位素放出的射线，就可查明这种元素的行踪。
3．衰变特性应用应用14 6C的放射性判断遗物的年代。
二、放射性的危害和防护1．危害来源(1)地壳表面的天然放射元素。
(2)宇宙射线。
(3)人工放射。
2．防护措施(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测。
1．判断：(1)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。
()(2)α射线的穿透本领最弱，电离作用很强。
()(3)放射性同位素只能是天然衰变产生的，不能用人工方法合成。
()答案：(1)×(2)√(3)×2．思考：衰变和原子核的人工转变有什么不同？提示：衰变是放射性元素自发的现象，原子核的人工转变是能够人工控制的核反应。
其核反应方程的书写也有区别。
放射性应用分析1.人造放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制；(2)可以制成各种所需的形状；(3)半衰期很短，废料容易处理。
2．放射出的射线的利用(1)利用γ射线的贯穿本领，利用钴60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤，利用γ射线可以检查30 cm 厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控制生产过程。
(2)利用射线的电离作用，放射线能使空气电离，从而可以消除静电积累，防止静电产生的危害。
第五讲 放射性 衰变1
以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了； γ射线本质上是一种波长极短的电磁波，穿透力极强，能穿过厚的混
凝土和铅板。
3.衰变方程举例： (1)α 衰变：23982U→23940Th＋42He (2)β 衰变：23940Th→23941Pa＋－01e.
m
m
A. 4
B. 8
答案 C
m C.16
m D.32
四、放射性的应用： 放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作
用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性. 1、利用射线的特性 ①α射线：α射线带电量较大，利用其能量大、电离作用强的特性可 制成静电消除器等。 ②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时，由透射或反射后 的衰减程度来测量薄物的厚度或密度。 ③γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以 用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。
答案 B 【解析】由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一 张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是 伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．故B 不正确；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电 子，来源于原子核，故D正确。
【例 2】 原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th，
二、衰变：
1.放射性衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕 变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变。
2.衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α 衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或 β射线产生的。
天然放射现象
人们认识原子核的 结构就是从天然放 射性开始的。
一、天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克 勒尔发现，铀和含铀的矿物能够 发出看不见的射线，这种射线可 以穿透黑纸使照相底片感光，物 质发射射线的性质称为放射性 具有发射性的元素称为放射性 元素．元素这种自发的放出射线 的现象叫做天然放射现象．
窗口
阴极
阳极
粒子
接放大 器
盖革－弥勒计数器
放射性的应用 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素． 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素． 放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛 放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛 的应用．其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的．
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
照相底片
射 线
铅盒
放 射 源
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研 究发现，原子序数大于等于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．
放大了1000倍的铀矿石
二、射线到底是什么
• 在放射性现象中放出的射线是什么东西 呢？ • 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的 性质以外，还有些什么性质呢？ 性质以外，还有些什么性质呢？ • 这些射线带不带电呢？ 这些射线带不带电呢？
探测射线的方法 在，这些现象主要是： 虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存
1、使气体电离
2、使照相底片感光
3、使荧光物质产生荧光
威耳孙云室 观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
威耳孙云室 观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
化学元素的放射性衰变
化学元素的放射性衰变放射性衰变是指具有放射性的物质，在自然条件下，由于其原子核的不稳定性而自发地转变为另一种原子核的过程。
这种转变伴随着放射性射线的放出，包括α射线、β射线和γ射线。
放射性衰变现象是化学元素中一种重要的自然现象，在核能领域和辐射防护中具有重大的应用和意义。
一、放射性衰变的类型1.α衰变：α衰变是指放射性核的原子核在放出α粒子后，变为质量数较小2个单位、原子序数较小2个单位的新核。
在α衰变过程中，原子核的质量数减2，原子序数减2。
2.β衰变：β衰变是指原子核内中子转变为质子或质子转变为中子，从而改变原子核的原子序数。
在β衰变过程中，质子数增加一个单位或减少一个单位，中子数减少一个单位或增加一个单位。
3.γ衰变：γ衰变是指激发态原子核从能量较高的状态跃迁到能量较低的状态，释放出能量差对应的γ射线。
二、放射性衰变的特点1.放射性衰变具有随机性：放射性衰变是一个自发的转变过程，其发生时间是随机的，不受外界条件的影响。
2.放射性衰变的速率可测量：放射性衰变的速率可以通过半衰期来描述。
半衰期是指放射性核素的原子核在衰变过程中，其活度（衰变速率）降低到起始活度的一半所需要的时间。
3.放射性衰变有放射性射线的释放：放射性核素衰变的过程中会释放出不同种类的射线，包括α射线、β射线和γ射线。
这些射线具有较强的穿透能力，可以对人体和物体产生一定的辐射效应。
三、放射性衰变的应用1.核能发电：核能发电是利用放射性核素的衰变过程释放出的能量来产生电力。
核反应堆中的核燃料发生放射性衰变，产生热能，通过工质的循环来转化为机械能，进而驱动发电机生成电力。
2.核医学：放射性同位素在医学上广泛应用于骨骼扫描、甲状腺扫描、肿瘤治疗等方面。
例如，放射性碘-131可用于治疗甲状腺功能亢进症，放射性钴-60可用于放疗。
3.辐射检测与防护：放射性衰变产生的射线具有一定的辐射效应，对人体和物体具有一定的潜在危害。
辐射检测与防护是为了保护人体和环境免受辐射的危害，通过检测和控制放射性物质的浓度和辐射剂量来保障人们的健康。
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1 m剩 （ ） m0 2
1/32 g
t T
3、天然放射性元素 Ra衰变成不具有放 射性的元素 Pb时，要经过 5 次 衰 4 变， 次 衰变。
4、10g某放射性元素经过20天后还剩0.625g， 则该元素的半衰期是 5 天，如果再经过30天， 0.00977 还剩 g该元素。（结果保留三位有效 数字）
226 88 214 82
Ra Pb
222 86 214 83
Rn
4 2
He
e
Bi
0 1
例题1：
U衰变成
Pb的过程中
A、经过8次 α衰变 , 6次 β衰变 B、中子数减少22个 C、质子数减少16个 D、有6个中子失去电子转化为质子
练习：P73 第2，3，4题
ABD
半衰期
放射性元素衰变的快慢有一定的规律。
放射性元素的原子核 有半数发生衰变所需 的时间，叫做这种元 素的半衰期．
半衰期表示放射性元素 衰变快慢的物理量。
半衰期
• 如：Na24的半衰期是2小时 1克Na经2小时 衰变了0.5克 又经2小时 又衰变0.25克 再经2小时 又衰变0.125克 1克Na24经6小时剩0.125克 剩 0.5克 剩 0.25克 剩 0.125克
1 m剩 （ ） m0 2
t T
半衰期 不同的放射性元素，半衰期不同。
半衰期是由元素原子核本身的因素决 定的，与原子所处的物理、化学状态及周 围环境、温度都无关。
考古学家确定古木年代的方法是用放射性 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．
例题：已知钍234的半衰期是24天，1g 钍234经过120天后还剩下多少？
19.2 放射性元素的衰变
一、天然放射现象
氦原 1/10光速 射线 子核 高速电 接近 光速 射线 子流 高能量 光速 射线 电磁波
成分
速度
贯穿能力 电离能力
弱 较强 很强 很容易 较弱 更小
二、衰变
1、定义： 原子核由于放出某种粒子而转变 为新核的变化叫做原子核的衰变． 2、衰变规律： 原子核衰变时核电荷数 和质量数都守恒
238 92
U Th He
234 90 4 2
234 90
Th Pa e
234 91 0 1
二、衰变
1、原子核放出α粒子的衰变叫做α衰变：
M ZXM 4 Z2Y He4 2
2、原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变：
M Z
X
M Z 1
Y e
0 1
巩固练习:
1、下面的事实揭示出原子核具有复杂结构的是 D 粒子散射实验 A、 B、氢光谱实验 C、X光的发现 D、天然放射现象 2、完成下面的核反应方程式