放射性衰变-课件
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放射性元素的衰变 课件
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的 因素决定的，跟原子所处的状态和外部条件 没有关系。例如，一种放射性元素，不管是 以单质的形式存在，还是与其它元素形成化 合物，或者对它施加压力、提高温度。都不 能改变它的半衰期。这是因为压力、温度、 或与其它元素的化合等，都不会影响原子核 的结构。
1、衰变 原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变
23892U→23490Th+42He
4、衰变方程式遵守的规律： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒
α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He
基本粒子的衰变
原子发生衰变
粒子发生α衰变
在α衰变中，新核的质量数与原来的核 的质量数有什么关系？相对于原来的核在周 期表中的位置，新核在周期表中的位置应当 向前移还是向后移？要移动几位？你能概括 出α衰变的质量数，核电荷数变化的一般规 律吗？
放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1、衰变 原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变
了，它在周期表中的位置就变了，变成另一 种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰 变。 2、实质：
真实的将一种物质变成另一种物质，原 来就是原子核的衰变。
3、α衰变
铀238核放出一个α粒子后，核的质量数 减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234 核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。 用衰变方程式来表示：
了，它在周期表中的位置就变了，变成另 一种原子核。我们把这种变化称为原子核 的衰变。
真实的将一种物质变成另一种物质，原 来就是原子核的衰变。
2、α衰变 放出α粒子的衰变叫做α衰变。
3、β衰变 当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电
子 10n→11H＋0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。 β衰变的实质是核内少了一个中子，却增加了
放射性衰变基本知识(共32张PPT)
〔二〕康普顿效应(Compton effect)：
当光子的能量远大于壳层电子的 结合能时，γ光子将其局部能量传给被 作用物质原子核的核外电子，使其脱离 原子核的束缚成为自由电子，这个自由 电子称为康普顿电子，γ射线失去局部 能量改变运动方向射出，称为康普顿散 射光子，这个过程称为康普顿效应。
(三)电子对生成效应(pair production)： 能量超过1.02Mev的γ射线与物质相
半衰期和其出厂到使用时的间隔时间〔t〕计 比方125I(碘)衰变式如下：
(三) 湮没辐射：β+与物质相互作用会受到原子核电场的吸引，正负电子结合成为一对能量各为0.
算出使用时的放射性活度。 一、衰变规律：对大量放射性核的群体进行研究，发现其衰变遵循一种普遍的衰减规律，即各种放射性核的群体〔样品〕其总的放射性核的数目
二、衰变类型
(一)α衰变(alpha decay)：指母核放出一 个α粒子〔氦原子核〕的过程。
比方226Ra(镭)衰变式如下：
226Ra→222Rn+α+4.86Mev
α粒子的质量大且带电荷，故射程短，穿透 力弱，在空气中只能穿透几厘米，一张纸就可 屏蔽，因而不适合作核医学显像用。但α粒子 对局部的电离作用强，对开展体内恶性组织的 放射性核素治疗具有潜在的优势。
射线通过低原子序数物质时以康普顿效 应为主；而高能γ射线通过高原子序数 物质时以电子对生成效应为主。
γ射线与物质相互作用产生的光 电子、康普顿电子、生成电子对等次 级电子可以进一步引起物质的电离和 激发。
三、中子与物质的相互作用
〔一〕弹性散射〔碰撞〕：中子将一局部能 量传给被碰撞的原子核，使其脱离电子层而 运动形成反冲核，反称为弹性散射。实验说明： 中子与其质量相近的原子核碰撞时损失的能 量最多〔如氢核〕，所以，中子易于被含氢 多的物质如水、石蜡等减速吸收，这在中子 防护上具有重要意义。
放射性元素的衰变(ppt)
放大了1000倍的铀矿石
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
铅盒
照相底片 射 线
放 射 源
天然放射现象
放射性型物质发出的射线有三种：
二、三种射线
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核
高速 电子流 高能量 电磁波
速度
1/10光 速
接近光 速
光速
贯穿能力 电离能力
弱
很容易
较强
较弱
电荷数变了，它在周期表中的位置就变 了，变成另一种原子核。
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
U238在 衰变时产生的钍234也具有 放射性，放出 离子后变为（镤）Th234， 上述的过程可以用下面的衰变方程表示：
U 238
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
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
法国物理学家贝克勒尔 1、放射性：物质发射射线的性质称为放射性．
2、放射性元素：具有发射性的元素称为放射性元 素．
3、天然放射现象：元素这种自发的放出射线的现 象叫做天然放射现象．
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于或等于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．
1．半衰期：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的 时间用T表示。
注意： (1)每种放射性元素都有一定的半衰期，不同元素半衰期不同。 (2)半衰期由核内部本身的因素决定，而跟原子所处的物理状态 或化学状态无关。 (3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对 少数原子核是不适用的． 2．半衰期公式：N=N0（1/2）t/T 或 m=m0（1/2）t/T 说明式中各量的意义
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
铅盒
照相底片 射 线
放 射 源
天然放射现象
放射性型物质发出的射线有三种：
二、三种射线
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核
高速 电子流 高能量 电磁波
速度
1/10光 速
接近光 速
光速
贯穿能力 电离能力
弱
很容易
较强
较弱
电荷数变了，它在周期表中的位置就变 了，变成另一种原子核。
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
U238在 衰变时产生的钍234也具有 放射性，放出 离子后变为（镤）Th234， 上述的过程可以用下面的衰变方程表示：
U 238
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
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
法国物理学家贝克勒尔 1、放射性：物质发射射线的性质称为放射性．
2、放射性元素：具有发射性的元素称为放射性元 素．
3、天然放射现象：元素这种自发的放出射线的现 象叫做天然放射现象．
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于或等于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．
1．半衰期：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的 时间用T表示。
注意： (1)每种放射性元素都有一定的半衰期，不同元素半衰期不同。 (2)半衰期由核内部本身的因素决定，而跟原子所处的物理状态 或化学状态无关。 (3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对 少数原子核是不适用的． 2．半衰期公式：N=N0（1/2）t/T 或 m=m0（1/2）t/T 说明式中各量的意义
课件放射性元素衰变
1．有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是τ甲 ＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为m甲、m乙，经 过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之
比M甲∶M乙是( ) A．1∶4
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
解析：选 B.对 60 天时间，甲元素经 4 个半衰期，乙元 素经 2 个半衰期，由题知 M 甲(12)4＝M 乙(12)2，则 M 甲∶ M 乙＝4∶1，故 B 正确．
一、原子核的衰变
1.原子核的衰变：
2.衰变原则：
质量数守恒，电荷数守恒。
（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变．
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
（3）γ辐射:伴随射线或射线产生.
二、半衰期
1、半衰期:放射性元素的原子核有半
数发生衰变所需的时间，叫做这
t
1 1 种元素的半衰期。
M余=M原(1/2）n.和n=t/T的应用
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 B．8g
C．2g D．4g
3.钋210经α衰变成为稳定的铅,半衰期为138天.质量 为64 g的钋210经276天后,还剩余多少克钋?生成了 多少克铅?写出核反应方程钋210(210 84Po).
年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物 中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。 随着年代的推移，其体内14C的含量为现 代鸟的 ，已知地表中14C的含量基本 不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖 鸟距今年代为：
A
B
C
D2
类型5 磁场与半衰期的综合应用
放射性衰变PPT课件
D．加速向左运动
19
12、如图是一类磁悬浮列车直线电动机的原理图，在水平面上，
两根平行直导轨间有竖直方向且等距离间隔的匀强磁场B1和B2 （ B1=B2=1T），导轨上有金属框架abcd。当匀强磁场同时以速度 v=5m/s向右运动时，金属框也会眼导轨运动。设直导轨间距为
L=0.4M,，金属框电阻R=2，
（2）相E关物n理量： =2n
t
e=Emsin t、
Em=nBS 、
E、
（3）有效值和平均值 2、电感电容对交变电流的作用 3、变压器（1）工作原理：互感 （2）基本关系 4、电能输送：电路图，各物理量的关系
18
4、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨 跟大线圈M相接，如图4所示．导轨上放一根导线ab，磁 感线垂直于导轨所在平面．欲使M所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是 () A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．匀速向左运动
3.3《放射性衰变》
1
教学目标
❖ 一、知识与能力： ❖ （1）理解什么是“天然放射现象”，掌握天然放射线的性
质； ❖ （2）掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念； ❖ （3）结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理
知识的能力. ❖ （４）在复习过程中，适当介绍天然放射性的发现过程，
以及有关科学家的事绩，对学生进行科学道德与唯物史观 的教育. ❖ 二、重点、难点分析 ❖ 1.重点. ❖ （1）衰变规律； ❖ （2）用电场和磁场探测天然射线的基本方法. ❖ 2.难点：用力学和电学知识如何分析天然射线的性质.
2
复习
1．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是( )
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过
19
12、如图是一类磁悬浮列车直线电动机的原理图，在水平面上，
两根平行直导轨间有竖直方向且等距离间隔的匀强磁场B1和B2 （ B1=B2=1T），导轨上有金属框架abcd。当匀强磁场同时以速度 v=5m/s向右运动时，金属框也会眼导轨运动。设直导轨间距为
L=0.4M,，金属框电阻R=2，
（2）相E关物n理量： =2n
t
e=Emsin t、
Em=nBS 、
E、
（3）有效值和平均值 2、电感电容对交变电流的作用 3、变压器（1）工作原理：互感 （2）基本关系 4、电能输送：电路图，各物理量的关系
18
4、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨 跟大线圈M相接，如图4所示．导轨上放一根导线ab，磁 感线垂直于导轨所在平面．欲使M所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是 () A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．匀速向左运动
3.3《放射性衰变》
1
教学目标
❖ 一、知识与能力： ❖ （1）理解什么是“天然放射现象”，掌握天然放射线的性
质； ❖ （2）掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念； ❖ （3）结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理
知识的能力. ❖ （４）在复习过程中，适当介绍天然放射性的发现过程，
以及有关科学家的事绩，对学生进行科学道德与唯物史观 的教育. ❖ 二、重点、难点分析 ❖ 1.重点. ❖ （1）衰变规律； ❖ （2）用电场和磁场探测天然射线的基本方法. ❖ 2.难点：用力学和电学知识如何分析天然射线的性质.
2
复习
1．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是( )
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过
放射性元素的衰变 课件
发生衰变所需的时间．
(2)决定因素 放射性元素衰变的快慢是由 核内部自身
的因素决
定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．不同的 放射性元素，半衰期 不同 ．
(3)应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、 推断时间． 2．思考判断 (1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．(√) (2)半 衰期是放射性元 素的大量原子核 衰变的统计规 律．(√) (3)半衰期可以通过人工进行控制．(×)
2．α 衰变的实质是原子核中的 2 个质子和 2 个中子结合 在一起发射出来的，α 衰变方程为：AZX→AZ－－24Y＋24He，实质是： 211H＋201n→42He.
3．β 衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和 电子，放出高速电子流，β 衰变的方程为：AZX→Z＋A1Y＋－10e， 实质是：10n→11H＋－10 e.
放射性元素的衰变
原子核的衰变
1.基本知识 (1)定义 原子核放出 α粒子 或 β粒子 ，则核电荷数变了， 变成另一种 原子核 ，这种变化称为原子核的衰变．
(2)衰变分类
放出 α 粒子的衰变叫 α衰变
叫 β衰变
．
．放出 β 粒子的衰变
(3)衰变方程
29328U→29304Th＋ 42He
29304Th→29314Pa＋ －01e.
3．探究交流 某放射性元素的半衰期为 4 天，若有 100 个这样的原子 核，经过 4 天后还剩 50 个，这种说法对吗？ 【提示】 半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所 遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况， 因此，经过 4 天后，100 个原子核有多少发生衰变是不能确 定的，所以这种说法不对.
.
(4)衰变规律
放射性元素的衰变课件
(2)α 衰变：放射性元素放出 α 粒子的衰变叫作 α 衰变． (3)β 衰变：放射性元素放出 β 粒子的衰变叫作 β 衰变． 2．(1)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和 质量数都守恒． (2)衰变方程：α 衰变：AZX→AZ－－24Y＋24He； β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋－0 1e.
个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛
射出来，这就是放射元素的_α_衰___变___现象；原子核里虽没有电子， 但核内的___中__子___可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出 来，这就是__β_衰__变___．
(4)γ 射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数
值，当原子核发生 α 衰变、β 衰变后，新核往往处于高能级．这时
2．公式．
N
余＝N
原21Tt ，m
余＝m
1 t 原2T
式中 N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数或质量，N 余、
m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数或质量，t 表示
衰变时间，T 表示半衰期．
注：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、环境)或化学状态(如单质、化合物)
放射性元素的衰变
1．原子核的衰变． (1)原子核的衰变：原子核放出 α 粒子或 β 粒子，由于 _核__电__荷__数_ 变 了 ， 它 在 周 期 表 中 的 位 置 变 了 ， 变 成 另 一 种 ___原__子__核_．这种变化称为原子核的___衰__变___． (2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质 量数都___守__恒___． α 衰变：质量数减少 4，电荷数减少 2，衰变方程为：AZ
解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定 的，与一般外界环境无关．原子核的衰变有一定的 速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变了 总数的一半．不同种类的原子核，其半衰期也不 同．若开始时原子核数目为 N0，经时间 t 剩下的原 子核数目为 N，半衰期为 T，则有如下关系式：N＝ N012Tt .若能测定出 N 与 N0 的比值．则就可求出时间 t 值，依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察 出土文物存在年代等．
个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛
射出来，这就是放射元素的_α_衰___变___现象；原子核里虽没有电子， 但核内的___中__子___可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出 来，这就是__β_衰__变___．
(4)γ 射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数
值，当原子核发生 α 衰变、β 衰变后，新核往往处于高能级．这时
2．公式．
N
余＝N
原21Tt ，m
余＝m
1 t 原2T
式中 N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数或质量，N 余、
m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数或质量，t 表示
衰变时间，T 表示半衰期．
注：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、环境)或化学状态(如单质、化合物)
放射性元素的衰变
1．原子核的衰变． (1)原子核的衰变：原子核放出 α 粒子或 β 粒子，由于 _核__电__荷__数_ 变 了 ， 它 在 周 期 表 中 的 位 置 变 了 ， 变 成 另 一 种 ___原__子__核_．这种变化称为原子核的___衰__变___． (2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质 量数都___守__恒___． α 衰变：质量数减少 4，电荷数减少 2，衰变方程为：AZ
解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定 的，与一般外界环境无关．原子核的衰变有一定的 速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变了 总数的一半．不同种类的原子核，其半衰期也不 同．若开始时原子核数目为 N0，经时间 t 剩下的原 子核数目为 N，半衰期为 T，则有如下关系式：N＝ N012Tt .若能测定出 N 与 N0 的比值．则就可求出时间 t 值，依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察 出土文物存在年代等．
第五讲 放射性 衰变1
穿透能力弱，一张薄薄的铝箔或一张纸，都能把它挡住； β射线是带负电的电子流，它的速度很快 ，穿透力较强，在空气中可
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。
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。
放射性衰变的种类和规律ppt课件
6
二、基本衰变类型
1. 衰变
+ +
+
++
+
+
+ +
放射性母核
238U → 234Th + 4He + Q 粒子得到大部分衰变能， 粒子含2个质子，
2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
7
AX AY 4 Z X ZY -2
α衰变表达式：
元素周期表 左移2格
A Z
X
21
α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
22
第二节 衰变纲图
Decay scheme用以综合反映某核素放射性衰变的主要特征和数的示意图
23
第三节 衰变的基本规律
➢ 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所 有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放 射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都 有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其 表达式为： N=N0e-λt
λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm
24
1、衰变规律
指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核 数目
:放射性原子核衰变常数（单位时间内一个原 子核衰变的几率）
正电子衰变 137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV
β射线本质是高速运动的电子流
二、基本衰变类型
1. 衰变
+ +
+
++
+
+
+ +
放射性母核
238U → 234Th + 4He + Q 粒子得到大部分衰变能， 粒子含2个质子，
2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
7
AX AY 4 Z X ZY -2
α衰变表达式：
元素周期表 左移2格
A Z
X
21
α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
22
第二节 衰变纲图
Decay scheme用以综合反映某核素放射性衰变的主要特征和数的示意图
23
第三节 衰变的基本规律
➢ 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所 有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放 射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都 有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其 表达式为： N=N0e-λt
λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm
24
1、衰变规律
指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核 数目
:放射性原子核衰变常数（单位时间内一个原 子核衰变的几率）
正电子衰变 137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV
β射线本质是高速运动的电子流
放射性元素的衰变 课件
2
2
方法二：根据衰变方程求解
设放射性元素 X 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后,变成稳定的新元
'
素 ' Y,则衰变方程为
4
0
'
X→
Y+n
He+
e
'
2
-1
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A=A'+4n,Z=Z'+2n-m。
U→
Th+
92
90
2 He。
实质是核内的两个中子和两个质子结合在一起
发射出来的。
β衰变要点提示：
(1)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于
原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移
动了1个位次。
(2)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,
电荷数增加 1)。
0
234
0
206
4
(3)238
U→
Pb+8
He+6
e
82292来自-12．衰变次数的计算方法
(1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质
量数守恒和核电荷数守恒。
(2)计算方法：
设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成
稳定的新元素ZA′′Y，则表示该核反应的方程为
A
A′
4
不能独立发生,所以,只要有γ射线必有α衰变或β衰
变发生。
③γ粒子不是带电粒子,因此γ射线并不影响原子
核的核电荷数,故γ射线不会改变元素在周期
表中的位置。
2
方法二：根据衰变方程求解
设放射性元素 X 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后,变成稳定的新元
'
素 ' Y,则衰变方程为
4
0
'
X→
Y+n
He+
e
'
2
-1
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A=A'+4n,Z=Z'+2n-m。
U→
Th+
92
90
2 He。
实质是核内的两个中子和两个质子结合在一起
发射出来的。
β衰变要点提示：
(1)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于
原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移
动了1个位次。
(2)β 衰变: X→+1
Y+-1 0 e(新核的质量数不变,
电荷数增加 1)。
0
234
0
206
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(3)238
U→
Pb+8
He+6
e
82292来自-12．衰变次数的计算方法
(1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质
量数守恒和核电荷数守恒。
(2)计算方法：
设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成
稳定的新元素ZA′′Y，则表示该核反应的方程为
A
A′
4
不能独立发生,所以,只要有γ射线必有α衰变或β衰
变发生。
③γ粒子不是带电粒子,因此γ射线并不影响原子
核的核电荷数,故γ射线不会改变元素在周期
表中的位置。
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即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1. 如图 3 － 2 － 3 所示，放射源放在铅块上的细孔 中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面 向外．已知放射源放出的射线有α，β，γ三种：
图 3－ 2－ 3
三种射线的比较 种类 组成 带电荷量 α射线 高速氦核 流 2e β射线 高速电子 流 －e γ射线 光子流(高 频电磁波) 0
【思路点拨】 解答本题时应把握以下三点 (1)14 6C 的半衰期及大气中的含量为一定值． (2)古生物失去生命后与大气的交换结束，体内14 6C 的含量逐渐减少． (3)由14 6C 的含量和半衰期确定年代．
【自主解答】 原来的 质量为 M，现在的质量为 m，距今的时间为 t.
14 设古生物骸骨中含有的 6C
• 某放射性元素质量原为8 g，经6天时间已 有6 g发生了衰变，此后它再衰变1 g，还需几天？
–解析 8 g放射性元素已衰变了6 g，还有2 g没有衰变， 现在要求在2 g的基础上再衰变1 g，即再衰变一半，故 找出半衰期即可．
由半衰期公式
1 t m＝m02T，得 1 t t 8－6＝8×2τ， ＝2 τ
课前自主学案
一、天然放射现象的发现 1 ． 1896 年 ， 法 国 物 理 学 家贝可勒尔 ____________ 发 现 天然放射现象 ， 天 然 放 射 现 象 就 是 物 质 能 ______________ 自发地放出射线 的现象．物质放出射线的性质叫 _________________ 放射性元素． __________ 放射性 ，具有放射性的元素叫______________ 2 ．皮埃 尔 · 居 里 夫妇发 现放射 性更强 的新元 素 钋 和_____ 镭． _____
引起的电荷数的改变与实际电荷数的改变后确定β
衰变的次数．
(2014 年海南质检)某考古队发现一古生物 骸骨．考古专家根据骸骨中14 6C 的含量推断出了该 生物死亡的年代．己知此骸骨中14 6C 的含为活着 14 14 的生物体中 6C 的 1/4， 6C 的半衰期为 5730 年， 该 生物死亡时距今约 ________年．
生衰变时的原子核的核电荷数少2，为此在元素周
期表中的位置向前移动两位．
2． β 衰变：原子核放出一个 β 粒子就说它发生 了一次 β 衰变． 新核的质量不变， 而电荷数增加了 1， 新核在元素周期表中的位置后移一位． A A 0 X ―→ Y ＋ － 1e Z Z＋ 1 β 衰变是原子核中的中子转化成一个电子即 β 粒 子发射出去，同时还生成一个质子留在核内，使核 电荷数增加 1.但 β 衰变不改变原子核的质量数，所 以新原子核比原来的原子核在周期表中的位置向后 移动一位．
思考感悟 2．如果有 2个放射性原子核，经过一个半衰期 后，是不是只剩下一个原子核没有衰变？ 提示：不是的．半衰期是一个统计性概念，对 大量原子核才成立．对一个特定的原子核，只知 道它发生衰变的概率，并不能确定何时衰变．
特别提醒： 1 ．半衰期描述的是大量原子核的统计行为，个
别原子核经过多长时间衰变无法预测，对个别或
三、原子核的衰变（质量数和电荷数守恒）
衰变过程：
(1)α (2)β (1)α (2)β
A A－4 4 衰变：Z X―→Z－2Y＋2He A A 0 衰变：Z X―→Z＋1Y＋－1e
α衰变和β衰变的实质：
1 1 4 衰变：20n＋21H―→2He 1 1 0 衰变：0n―→1H＋－1e
即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．对天然放射现象，下列说法正确的是( A ) A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中 射出的 B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子 C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发 光产生的 D．以上说法均正确
【规律总结】 半衰期是指放射性元素的原子核有 半数发生衰变的时间，而不是样本质量减少一半的 时间，注意区别已发生衰变的质量 和 剩余的未发生衰变的质量
变式训练关于半衰期，以下说法正确的是( D ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质 中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经 过7.6天就只剩下一个 D．氡的半衰期为3.8天，4 g氡原子核，经过7.6 天就只剩下1 g
【精讲精析】 因为每进行一次 α 衰变，质量数减 少 4， Pu 核与 Pb 核的质量数之差必定是 4 的倍数， 207 故最后变成铅的同位数 82Pb.
法一：由于 β 衰变不会引起质量数的减少，故 可先根据质量数的减少确定 α 衰变的次数． α 衰变 的次数为： 239－ 207 x＝ ＝ 8(次)． 4 再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判 定 β 衰变的次数 .8 次 α 衰变， 电荷数应减少 16， 而 每进行一次 β 衰变，电荷数增加 1，所以 β 衰变的 次数为： y＝ 16－(94－82)＝ 4(次)．
法二：设经过x次α衰变、y 次β衰变，根据质量 数和电荷数守恒得： 239＝207＋4x① 94＝82＋2x－y② ①②联立得：x＝8，y＝4.
【答案】
8
4
207 82
Pb
【方法总结】
在处理α衰变和β衰变次数的问题
时， 首先由开始的原子核和最终的原子核确定质 量数的变化，由此先得出 α 衰变的次数，由 α 衰变
邪恶动态图
寛恧茑
天然放射性元素239 94Pu 经过 ________ 次 α 衰变和 ________ 次 β 衰变，最后变成铅的同位素 207 208 ________． (填入铅的三种同位素206 Pb 、 Pb 、 82 82 82Pb 中的一种)
放射性衰变
放射性衰变
学习目标： 1. 知道天然放射现象，了解放射性及放射性元素 的概念． 2．知道三种射线的本质和特点． 3．知道原子核衰变的规律，知道α衰变、β衰变的 本质． 4．理解半衰期概念，会应用半衰期公式解决相关 问题． 重点难点： 1.天然放射现象，三种射线的本质及特征． 2．原子核的衰变规律、半衰期概念的理解．
质量
4mp(mp ＝1.67× 10－27 kg)
mp 1836
静止质量为 零
速率 在电场或 磁场中
0.1c
偏转
0.9c
偏转
c
不偏转
贯穿本领
最弱 用一张纸 就能挡住
较强 穿透几毫 米的铝板
最强 穿透几厘 米的铅板
电离作用
很强
较弱
很弱
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为 衰变． 新核 的变化叫做原子核的________ _______ 2．分类 α衰变． (1)α衰变：放出α粒子的衰变叫做__________ β衰变． (2)β衰变：放出β粒子的衰变叫做__________ (3)γ 射线：在原子核衰变过程中产生的新核，有 些处于激发态，这些不稳定的激发态核会辐射出 光子 (γ射线) _____________ 而变成稳定的核．
思考感悟 1．天然放射性现象的发现有何意义？ 提示：天然放射现象使人们认识到原子核具有复
杂的内部结构．
射线的本质： 让射线垂直穿过匀强磁场，α射线偏转半径较大， β射线偏转半径较小， γ 射线不偏转，如图 3 － 2 － 2 所示．
图 3－ 2－ 2
二、放射线的本质 氦原子核粒子流． 1 ． α 射线是高速运动的 ___________________ 很强 ， 速度约为光速的0.1 ______倍，电离作用________ 很弱． 穿透能力________ 电子流 2 ． β 射线是高速运动的 ___________ ，速度约 0.9 倍，电离作用较弱 为光速的_____ _______，穿透本领 较强． _________ 电磁波 3 ． γ 射线是波长很短的 __________ ，它的电离 很弱 很强． 作用_______ ，穿透能力_______
四 、 衰 变 的 快 慢 —— 半 衰 期 1 ．定义：放射性元素的原子核有 半数 _________ 发生衰变需要的时间．
3．影响因素：元素半衰期的长短由原子核 自身 _________ 因素决定，一般与原子所处的物理、 化学 状态以及周围环境、温度无关． ________ 大量 原子核 4 ．适用条件：半衰期描述的是 _______ 的统计行为，说明在大量 _______ 原子核群体中，经 过一定时间将有一定比例的原子核发生衰变．
3．γ 射线经常是伴随 α 衰变或 β 衰变而产生， 往往是由于衰变后的新核向低能级跃迁时辐射出 来的一份能量(光)，原子核释放出一个 γ 光子不会 改变它的质量数和电荷数． 特别提醒：原子核是由质子和中子组成的，里
0 面没有电子，但是里面的中子可以转化 .1 n ― → － 1e 0 1 ＋1H，一个中子可以转化成一个电子和一个质子．
对原子核衰变过程的理解 1．α衰变：原子核放出一个 α粒子就说它发生了 一次α衰变，新核的质量数比原来核的质量数减少 了 4 ，而电荷数减少 2 ，新核在元素周期表中的位 置前移两位．
A A－ 4 4 X ―→ Y ＋ Z Z－ 2 2He
α 粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中 子组成的．当发生α衰变时，原子核中的质子数减 2 ，中子数减 2 ，因此新原子核的核电荷数比未发
即放射性元素从 8 g 变为 6 g 需 2 个半衰期，即半衰期 •答案 3天 为 3 天，所以再衰变 1 g，还需 3 天．
极少数原子核，无半衰期而言．
特别提醒：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．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 3．下列有关半衰期的说法，正确的是( A ) A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子 核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大 B．放射性元素样品不断衰变，随着剩下未衰变 的原子核减少，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率 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半衰期