衰变及其规律PPT课件
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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
新教材高中物理第五章原子核第2节放射性元素的衰变课件新人教版选择性必修第三册
生化学反应2 X2 O + 2 F2 = 4 XF + O2 之后，XF的半衰期为( )
A. 2天
B. 4天
C. 8天
C
D. 16天
[解析] 放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定，与原子的化
学状态无关。
2. （2021陕西安康高三联考）已知
的
30
15 P经过时间
A. 2.5min
后还剩 2 g 的
如图所示为粒子轰击氮原子核示意图。
（1） 充入氮气前荧光屏上看不到闪光，而充入氮气后荧光屏上看到了闪光，
说明了什么问题？
提示
充入氮气后，产生了新粒子。
（2） 原子核的人工转变与原子核的衰变有什么相同规律？
提示
质量数与电荷数都守恒，动量守恒。
（3） 如何实现原子核的人工转变？
提示人为地用粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核，可以实现原子
B. 地球的年龄大致为90亿年
C. 被测定的岩石样品在90亿年时，铀、铅原子数之比约为
1: 3
D. 根据铀半衰期可知，20个铀原子核经过一个半衰期后就
剩下10个铀原子核
[解析] 由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半，由图像可
知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年，铀238的半衰期为45亿
B. C、8、17、1
C. O、6、16、1
D. C、7、17、2
[解析] 氮原子核，则 = 7；发现质子，说明 = 1，由质量数与电荷数守
恒得 = 14 + 4 − 1 = 17， = 2 + 7 − 1 = 8 ，则 X 是氧，则卢瑟福用
17
1
粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程是 42 He + 14
新版人教版 第十九章原子核放射性元素的衰变(共27张PPT)学习PPT
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
3．原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射
②γ射线是伴随着α射线和β射线产生的,γ辐射并不能独立发生,所以,只要有γ射线必有α衰变或β衰变发生。
原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间(即半衰期)，原子核就衰变掉总数的一半，A错误，B正确；
①α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级,不稳定,要向低能级跃迁,放出γ光子。
利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确。
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。
(1)元素的半衰期有哪些方面的应用?
B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4
(1)元素的半衰期有哪些方面的应用?
(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。
对半衰期的理解及有关计算
1、对于不同的放射性元素,尽管其半衰期不同,但对于同一种元素的每一个原子来说其半衰期是固定的,非常稳定。
各减少2个。因为α粒子是原子核内2个质子和2个中子
1、对于不同的放射性元素,尽管其半衰期不同,但对于同一种元素的每一个原子来说其半衰期是固定的,非常稳定。
由动量守恒的条件知D正确。
结合在一起发射出来的。
A．总质量数保持不变
B．核子数保持不变
（1）假设水库的存水量为Q m3，求10天后的水库中该溶液衰变的总次数是多少？
解析:原子核内并不含电子,但在一定条件下,一个中子可以转化成一个质子和一个电子,β粒子(电子)是由原子核内的中子转化而来。
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．
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(高中物理教学课件)完整版
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，叫作这种元素的半衰期。
注意： ①不同的放射性元素，半衰期不同。 ②半部自身的因素决定的，跟物理性质化学 性质无关。
二.半衰期
二.半衰期
2.半衰期的计算：
m
m0
(
1 2
)
t T
，N
的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，则
（B ） A．x1是中子
Be
B．x2是中子
C．x3是中子
D．x2是α粒子
提示：查德威克发现中子的实验，是利用钋（Po）衰变 放出的α粒子轰击铍（Be）产生的中子能将石蜡中的质 子打出来，则x1是α粒子，x2是中子，x3是质子。
四.放射性同位素及其应用 1.放射性同位素：具有放射性的同位素。
②放射治疗 在医疗方面，患了癌症的病 人可以接受钴60的放射治疗。
四.放射性同位素及其应用
4.应用： ③培优、保鲜
利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因 发生变异，经过筛选，可以培育出新品种。 用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细 菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期。
④示踪原子
一种元素的各种同位素都有相同的化学性质。 这样，我们可以用放射性同位素代替非放射 性的同位素来制成各种化合物，这种化合物 的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反 应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器 探测出来。这种原子就是示踪原子。
2.分类：
天然放射性同位素：40多种 人工放射性同位素：1000多种，每种元素都有了自己的 放射性同位素。
3.人工放射性同位素的优点：
①放射强度容易控制 ②半衰期短，废料容易处理 ③可以制成各种所需的形状
注意：凡是用到射线时，用的都是人工放射性同 位素
放射性元素的衰变PPT课件
注意：要以实验为基础，不能杜撰。
.
3
请看下列两个通过实验检验的方程：
U 238
92
234 90
Th +24
He
23940Th29314Pa 10e
大家能看出哪些规律呢？
1、用单箭头，不用等号；
2、质量数守恒，质量守恒;
3、电荷数守恒，电荷守恒；
4、方程及生成物要以实验为基础，
不能杜撰。
.
经n个3.8天后
剩余氡核数N
N
N0 2
N N0 22
N N0 23
.
N N0 2n
23
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，叫做这种元素的半衰期。
放射性元素的剩余质量
m m ( 12 ) 与原有质量的关系：
t
0
N
N
0
(
1 2
t
)
.
24
二、半衰期(T)
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
注意： γ射线总是伴随衰变或衰变产生的电磁波，它不能单独发 生且不改变电荷数与质量数。
.
18
6.课堂检验：
练习1：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
A、该核发生的是α衰变
4
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
1.衰变的定义：
2.衰变的原则：
3.衰变的分类：
4.衰变的通式：
5.衰变的实质：
.
5
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
.
3
请看下列两个通过实验检验的方程：
U 238
92
234 90
Th +24
He
23940Th29314Pa 10e
大家能看出哪些规律呢？
1、用单箭头，不用等号；
2、质量数守恒，质量守恒;
3、电荷数守恒，电荷守恒；
4、方程及生成物要以实验为基础，
不能杜撰。
.
经n个3.8天后
剩余氡核数N
N
N0 2
N N0 22
N N0 23
.
N N0 2n
23
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，叫做这种元素的半衰期。
放射性元素的剩余质量
m m ( 12 ) 与原有质量的关系：
t
0
N
N
0
(
1 2
t
)
.
24
二、半衰期(T)
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
注意： γ射线总是伴随衰变或衰变产生的电磁波，它不能单独发 生且不改变电荷数与质量数。
.
18
6.课堂检验：
练习1：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
A、该核发生的是α衰变
4
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
1.衰变的定义：
2.衰变的原则：
3.衰变的分类：
4.衰变的通式：
5.衰变的实质：
.
5
放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？
放射性核素的衰变规律课件
放射性核素的衰变规律课件
目录
• 放射性核素概述 • 放射性衰变类型 • 衰变规律与方程 • 放射性核素的半衰期与测量 • 放射性核素的应用 • 放射性核素的安全与防护
01
放射性核素概述
放射性核素的性质
01
02
03
不稳定
放射性核素具有不稳定性 质，会自发地衰变并释放 出射线。
能量释放
放射性核素衰变过程中会 释放出能量，包括射线能 量和热能等。
THANK YOU
3
减少暴露时间
尽量缩短与放射源的接触时间，以减少辐射剂量 累积。
放射性核素的安全与防护案例分析
案例一
某医院在操作放射性核素时，未遵守相 关法规和规定，导致辐射超标，造成工 作人员和患者受到过量照射。
VS
案例二
某研究机构在研究放射性核素时，未使用 个人防护用品，导致工作人员受到过量照 射，并引发一系列健康问题。
证，确保具备必要的安全操作技能。
合理使用放射源
03
根据实际需要，选择适当类型和活度的放射源，避免浪费和过
度照射。
放射性核素的防护措施
1 2
使用个人防护用品
操作放射性核素时，必须使用合适的个人防护用 品，如防护服、手套、面罩等，以减少辐射暴露 。
保持安全距离
尽可能保持与放射源的距离，以减少辐射剂量。
人为来源
人类活动如核反应堆、核武器试验和 核医学等产生的人为放射性核素。
02
放射性衰变类型
α衰变
定义
放射性核素自发地放射出氦核（ He）并转变为另一种核素的过程
。
原因
核内中子数过多，导致核不稳定。
产物
新核往往比原核轻，且具有更高的 稳定性。
目录
• 放射性核素概述 • 放射性衰变类型 • 衰变规律与方程 • 放射性核素的半衰期与测量 • 放射性核素的应用 • 放射性核素的安全与防护
01
放射性核素概述
放射性核素的性质
01
02
03
不稳定
放射性核素具有不稳定性 质，会自发地衰变并释放 出射线。
能量释放
放射性核素衰变过程中会 释放出能量，包括射线能 量和热能等。
THANK YOU
3
减少暴露时间
尽量缩短与放射源的接触时间，以减少辐射剂量 累积。
放射性核素的安全与防护案例分析
案例一
某医院在操作放射性核素时，未遵守相 关法规和规定，导致辐射超标，造成工 作人员和患者受到过量照射。
VS
案例二
某研究机构在研究放射性核素时，未使用 个人防护用品，导致工作人员受到过量照 射，并引发一系列健康问题。
证，确保具备必要的安全操作技能。
合理使用放射源
03
根据实际需要，选择适当类型和活度的放射源，避免浪费和过
度照射。
放射性核素的防护措施
1 2
使用个人防护用品
操作放射性核素时，必须使用合适的个人防护用 品，如防护服、手套、面罩等，以减少辐射暴露 。
保持安全距离
尽可能保持与放射源的距离，以减少辐射剂量。
人为来源
人类活动如核反应堆、核武器试验和 核医学等产生的人为放射性核素。
02
放射性衰变类型
α衰变
定义
放射性核素自发地放射出氦核（ He）并转变为另一种核素的过程
。
原因
核内中子数过多，导致核不稳定。
产物
新核往往比原核轻，且具有更高的 稳定性。
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【答案】 0.99 MeV
• 【方法总结】
• 由以上两式联立解得
• n＝(A－A′)/4，
• m＝(A－A′)/2－Z＋Z′.
• 由此可见确定衰变次数可归结为求一个二元一
次方程组的解．有了这个方程组，确定衰变次
数就十分方便．
• 实际确定方法：根据β衰变不改变质量数，首先 由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷 数守恒确定β衰变次数．
例1
1 1 2 2EkH＋ΔE＝ mHevHe＋ mnv2 n. 2 2 联立以上三式解得氦核的动能为 mn2EkH＋ΔE 1 2 EkHe＝ mHevHe＝ 2 mHe＋mn － 1.6745×10 27×2×0.35×3.26 ＝ MeV －27 － 27 5.0049×10 ＋1.6745×10 ＝0.99 MeV.
• • • • •
A．X1―→137 56Ba＋10n B．X2―→131 54Xe＋ 0－1e C．X3―→137 56Ba＋ 0－1e D．X4―→131 54Xe＋11p 【精讲精析】 根据核反应方程的质量数、电 荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变 为选项C,131I的中子数为131－53＝78， 137Cs的中子数为137－55＝82. • 【答案】 B C 78 82
• 4．核能的有关计算
• (1)根据质量亏损计算
• 根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时
质量亏损 (Δm) 的千克数乘以真空中光速 (3×108
m/s)的平方，
• 即ΔE＝Δmc2.①
• (2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能
量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质
量单位数乘以931.5 MeV，
(2011 年高考海南卷 )2011 年 3 月 11 日，
日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核 泄漏事故．在泄漏的污染物中含有 131I 和 137Cs 两 种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体
有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分
别 反 映 131I 和 137Cs 的 衰 变 过 程 ， 它 们 分 别 是 ________和________(填入正确选项前的字母 ).131I 和 137Cs 原 子 核 中 的 中 子 数 分 别 是 ________ 和 ________．
kg. 设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子
的动能，氦核的动能．
• 【精讲精析】 两个氘核发生聚变的质量亏损 与放出的能量分别为 • Δm＝2mH－mHe－mn • ＝(2×3.3426×10－27－5.0049×10－27－ 1.6745×10－27) kg＝5.8×10－30 kg， • ΔE＝Δmc2＝5.8×10－30×(3×108)2 J • ＝5.22×10－13 J＝3.26 MeV. • 两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒 ，由此有 • mHvH－mHvH＝mHevHe－mnvn. • 两个氘核发生聚变的过程，由能量守恒有
专题归纳整合
衰变及其规律 1．放射性元素的衰变
(1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的，它们
能够自发地放射出某种粒子而衰变成新的原子
核．
(2)衰变遵守以下规律：a.质量数守恒；b.电荷数 守恒；c.能量守恒；d.动量守恒．
2．天然放射性元素的两种衰变
A 4 4 (1)α 衰变：A X → Y ＋ Z Z－ 2 2He.
质量亏损和核能 1．质量亏损 组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫质 量亏损． 注意：质量数与质量是两个不同的概念． 2．质能方程 E＝mc2即一定的能量和一定的质量相联系，物体的 总能量和它的质量成正比． 核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量 也要相应的减少，即ΔE＝Δmc2. 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质 量增加Δm，吸收的能量ΔE＝Δmc2.
－
A A 0 (2)β 衰变：Z Z→Z＋ Y ＋ － 1 1e.
(3)γ 射线是伴随着 α 与 β 衰变同时产生的．
• (4)三种射线的实质和特征．
种类 组成 穿透本领
对空气的 电离作用
α射线 β射线 γ射线 光子流(高 高速氦核 高速电子流 频电磁波) 流 最弱 较强 最强 用纸能挡 穿透几毫 穿透几厘 住 米厚的铝板 米厚的铅板
• 即ΔE＝Δm×931.5 MeV.②
• 注意：式①中 Δm 的单位为 kg ，式②中 Δm 的
单位是u，ΔE的单位是阿MeV.
例2
两个动能均为 0.35 MeV 的氘核对心
正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子．已知
氘核的质量为 3.3426×10 － 27 kg ，氦核的质量为
5.0049×10 － 27 kg ，中子的质量为 1.6745×10 － 27
本章优化总结
知识网络构建
本 章 优 化 总 结
专题归纳整合
章末综合检测
知识网络构建
核 能
核 能
E＝mc2 爱因斯坦质能方程 2 ΔE＝Δmc 质量亏损的计算 核 核能核能的计算 能 核电站 核能的利用核能的安全性 核能的多种用途
很强 较弱 很弱
• 3.半衰期 • (1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变 所需的时间，叫这种元素的半衰期． • (2)半衰期的有关计算 1n 1n 计算公式：N′＝N0( ) 或 m′＝m0( ) ， 2 2 其中，n＝t/τ. A′ 4 0 则核反应的方程为A X → Y ＋ n He ＋ m －1e. Z Z 2 根据电荷数守恒和质量数守恒可得方程为 A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m.
3．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 (或多个)中等质量核的反应过程．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．
• 【方法总结】
• 由以上两式联立解得
• n＝(A－A′)/4，
• m＝(A－A′)/2－Z＋Z′.
• 由此可见确定衰变次数可归结为求一个二元一
次方程组的解．有了这个方程组，确定衰变次
数就十分方便．
• 实际确定方法：根据β衰变不改变质量数，首先 由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷 数守恒确定β衰变次数．
例1
1 1 2 2EkH＋ΔE＝ mHevHe＋ mnv2 n. 2 2 联立以上三式解得氦核的动能为 mn2EkH＋ΔE 1 2 EkHe＝ mHevHe＝ 2 mHe＋mn － 1.6745×10 27×2×0.35×3.26 ＝ MeV －27 － 27 5.0049×10 ＋1.6745×10 ＝0.99 MeV.
• • • • •
A．X1―→137 56Ba＋10n B．X2―→131 54Xe＋ 0－1e C．X3―→137 56Ba＋ 0－1e D．X4―→131 54Xe＋11p 【精讲精析】 根据核反应方程的质量数、电 荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变 为选项C,131I的中子数为131－53＝78， 137Cs的中子数为137－55＝82. • 【答案】 B C 78 82
• 4．核能的有关计算
• (1)根据质量亏损计算
• 根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时
质量亏损 (Δm) 的千克数乘以真空中光速 (3×108
m/s)的平方，
• 即ΔE＝Δmc2.①
• (2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能
量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质
量单位数乘以931.5 MeV，
(2011 年高考海南卷 )2011 年 3 月 11 日，
日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核 泄漏事故．在泄漏的污染物中含有 131I 和 137Cs 两 种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体
有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分
别 反 映 131I 和 137Cs 的 衰 变 过 程 ， 它 们 分 别 是 ________和________(填入正确选项前的字母 ).131I 和 137Cs 原 子 核 中 的 中 子 数 分 别 是 ________ 和 ________．
kg. 设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子
的动能，氦核的动能．
• 【精讲精析】 两个氘核发生聚变的质量亏损 与放出的能量分别为 • Δm＝2mH－mHe－mn • ＝(2×3.3426×10－27－5.0049×10－27－ 1.6745×10－27) kg＝5.8×10－30 kg， • ΔE＝Δmc2＝5.8×10－30×(3×108)2 J • ＝5.22×10－13 J＝3.26 MeV. • 两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒 ，由此有 • mHvH－mHvH＝mHevHe－mnvn. • 两个氘核发生聚变的过程，由能量守恒有
专题归纳整合
衰变及其规律 1．放射性元素的衰变
(1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的，它们
能够自发地放射出某种粒子而衰变成新的原子
核．
(2)衰变遵守以下规律：a.质量数守恒；b.电荷数 守恒；c.能量守恒；d.动量守恒．
2．天然放射性元素的两种衰变
A 4 4 (1)α 衰变：A X → Y ＋ Z Z－ 2 2He.
质量亏损和核能 1．质量亏损 组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫质 量亏损． 注意：质量数与质量是两个不同的概念． 2．质能方程 E＝mc2即一定的能量和一定的质量相联系，物体的 总能量和它的质量成正比． 核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量 也要相应的减少，即ΔE＝Δmc2. 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质 量增加Δm，吸收的能量ΔE＝Δmc2.
－
A A 0 (2)β 衰变：Z Z→Z＋ Y ＋ － 1 1e.
(3)γ 射线是伴随着 α 与 β 衰变同时产生的．
• (4)三种射线的实质和特征．
种类 组成 穿透本领
对空气的 电离作用
α射线 β射线 γ射线 光子流(高 高速氦核 高速电子流 频电磁波) 流 最弱 较强 最强 用纸能挡 穿透几毫 穿透几厘 住 米厚的铝板 米厚的铅板
• 即ΔE＝Δm×931.5 MeV.②
• 注意：式①中 Δm 的单位为 kg ，式②中 Δm 的
单位是u，ΔE的单位是阿MeV.
例2
两个动能均为 0.35 MeV 的氘核对心
正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子．已知
氘核的质量为 3.3426×10 － 27 kg ，氦核的质量为
5.0049×10 － 27 kg ，中子的质量为 1.6745×10 － 27
本章优化总结
知识网络构建
本 章 优 化 总 结
专题归纳整合
章末综合检测
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核 能
核 能
E＝mc2 爱因斯坦质能方程 2 ΔE＝Δmc 质量亏损的计算 核 核能核能的计算 能 核电站 核能的利用核能的安全性 核能的多种用途
很强 较弱 很弱
• 3.半衰期 • (1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变 所需的时间，叫这种元素的半衰期． • (2)半衰期的有关计算 1n 1n 计算公式：N′＝N0( ) 或 m′＝m0( ) ， 2 2 其中，n＝t/τ. A′ 4 0 则核反应的方程为A X → Y ＋ n He ＋ m －1e. Z Z 2 根据电荷数守恒和质量数守恒可得方程为 A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m.
3．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 (或多个)中等质量核的反应过程．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．