放射性衰变

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原子核衰变放射性衰减规律解释

原子核衰变放射性衰减规律解释

原子核衰变放射性衰减规律解释放射性衰变是指放射性物质由于原子核内部发生变化而释放出射线的过程。

在这个过程中,原子核可以发生α衰变、β衰变和γ衰变等不同类型的衰变。

放射性衰变的规律是基于核物理的研究,深入理解这一规律对于核能应用、医疗诊断和放射治疗等领域具有重要意义。

首先,我们来探讨α衰变。

α衰变是指放射性核素中,原子核从一个放射性同位素向另一个不同同位素转变的过程。

在α衰变中,原子核会释放出一个α粒子。

α粒子由两个质子和两个中子组成,其带电量为+2,质量数为4。

α衰变常见于重核素,如铀、锕、镎等。

衰变时,原子核的质量数减少4个单位,原子序数减少2个单位,因此衰变后的新核素比衰变前的核素质量更小、原子序更小。

接下来,我们来解释β衰变。

β衰变是指放射性核素中,原子核中的中子或质子转变为一个在核外的新粒子的过程。

β衰变又可分为β+衰变和β-衰变两种类型。

在β+衰变中,原子核中的一个质子转变为一个正电子和一个中子,与此同时,还会释放出一个新粒子——轻子中微子。

在β-衰变中,原子核中的一个中子转变为一个电子和一个质子,同样伴随着轻子中微子的释放。

β衰变可以导致原子核的质量数保持不变,但原子序数增加或减少一个单位。

最后,我们来讨论γ衰变。

γ衰变是指原子核由高激发态向低激发态或基态跃迁时释放出γ射线的过程。

γ射线是电磁辐射的一种,具有波长极短、能量极高的特点。

相对于α衰变和β衰变,γ衰变并不改变原子核的质量数和原子序数,而只是释放能量的形式之一。

放射性衰变规律的解释可以通过核物理学中的半衰期概念来帮助理解。

半衰期是指放射性核素衰变至原来数量的一半所需的时间。

通过严格的数学推导,可以得到半衰期公式:\[N(t) = N_0 \cdot 2^{-\frac{t}{T_{\frac{1}{2}}}}\]其中,\[N(t)\]表示时间\[t\]后剩余的原子核数,\[N_0\]表示初始时的原子核数,\[T_{\frac{1}{2}}\]表示半衰期。

放射性衰变与半衰期

放射性衰变与半衰期

放射性衰变与半衰期引言:放射性衰变是指某种原子核发生自发性变化,释放出射线或粒子的过程。

这种自发性变化导致原子核的转变,产生新的元素或同位素。

在一段时间内,原子核的转变速率不变,这段时间称为半衰期。

放射性衰变的类型:放射性衰变主要有三种类型:α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是指放射性原子核释放出α粒子,即两个质子和两个中子的结合体,例如:氡核衰变成为气态的氡。

β衰变是指原子核转变为质子或中子,释放出β质子或β中子,例如:碳-14转变为氮-14。

γ衰变是指原子核在高能级转变为低能级,释放出γ射线。

半衰期:半衰期是指放射性元素的一半原子核衰变所需的时间。

不同的放射性元素具有不同的半衰期,从几微秒到数十亿年都有。

半衰期可以用来确定放射性同位素在某段时间内的衰变速率以及放射性元素的稳定性。

在衰变过程中,放射性元素的数量以指数形式减少。

半衰期的长短会影响放射性元素的活动,较长的半衰期意味着放射性元素衰变速率较慢,活动性相对较低。

相对来说,较短的半衰期意味着放射性元素衰变速率较快,活动性相对较高。

应用:放射性衰变和半衰期在科学研究、医学诊断和放射治疗等领域有着广泛的应用。

科学家通过利用放射性同位素的半衰期来确定物质的年代,如放射性碳-14在考古学中对有机物的年代进行测定。

医学中,利用放射性同位素的衰变可以进行各种医学检测和治疗,如放射性示踪剂用于肿瘤治疗。

此外,放射性衰变和半衰期还在核能的利用和核武器的生产中发挥着重要作用。

核电站将放射性同位素的衰变热能转换为电能,同时核武器利用放射性物质的快速衰变引发核裂变,释放出巨大的能量。

安全问题:放射性衰变和半衰期涉及到核能的利用,对环境和人类健康都存在一定的风险。

核辐射对人体组织细胞造成损伤,导致不可逆的遗传变异和癌症。

因此,核能的利用必须谨慎,严格遵守安全标准。

结论:放射性衰变和半衰期是核能和射线技术的基础。

通过了解放射性衰变的基本原理和不同放射性元素的半衰期,我们可以更好地应用核能和射线技术,解决医疗、能源等领域的问题。

放射性衰变规律知识点总结

放射性衰变规律知识点总结

放射性衰变规律知识点总结放射性衰变是指原子核自发地放出射线,转变为另一种原子核的过程。

这一现象在物理学、地质学、医学等众多领域都有着重要的应用和意义。

下面我们来详细总结一下放射性衰变规律的相关知识点。

一、放射性衰变的类型1、α衰变α衰变是指原子核放出一个α粒子(即氦核,由两个质子和两个中子组成),从而转变为另一种原子核的过程。

α粒子具有较大的能量和电荷,穿透能力较弱。

例如,铀-238 经过α衰变会变成钍-234。

2、β衰变β衰变分为β⁻衰变和β⁺衰变。

β⁻衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子,并放出一个电子和一个反中微子;β⁺衰变则是一个质子转变为一个中子,放出一个正电子和一个中微子。

β粒子(电子或正电子)的穿透能力比α粒子强。

3、γ衰变γ衰变通常是在α衰变或β衰变之后发生,原子核从激发态跃迁到较低能态时放出γ射线(即高能光子)。

γ射线的穿透能力很强。

二、放射性衰变的规律1、衰变常数(λ)衰变常数是表示某种放射性核素衰变快慢的物理量,它是单位时间内一个原子核发生衰变的概率。

不同的放射性核素具有不同的衰变常数。

2、半衰期(T₁/₂)半衰期是指放射性原子核数目衰变到原来一半所需要的时间。

半衰期与衰变常数的关系为:T₁/₂= 0693 /λ 。

半衰期是放射性衰变的一个重要特征参数,它不随外界条件的变化而改变。

3、平均寿命(τ)平均寿命是指放射性原子核平均存在的时间,它与半衰期和衰变常数的关系为:τ = 1 /λ 。

三、放射性衰变的数学表达式假设初始时刻(t = 0)放射性原子核的数目为 N₀,经过时间 t 后,剩余的原子核数目为N,则它们之间的关系可以用以下指数函数表示:N = N₀ e^(λt)这一表达式反映了放射性原子核随时间的衰变情况。

四、放射性衰变的应用1、地质年代测定通过测量岩石中放射性元素的衰变产物与剩余放射性元素的比例,可以确定岩石的形成年代,从而了解地球的演化历史。

2、医学诊断和治疗放射性同位素在医学诊断中,如 PET(正电子发射断层扫描)和SPECT(单光子发射计算机断层扫描),可以帮助医生了解人体内部器官的功能和代谢情况。

放射性衰变原子核的自发变化

放射性衰变原子核的自发变化

放射性衰变原子核的自发变化放射性衰变是指某些不稳定原子核在一定时间内自发地发生变化,通过放射出一定类型的射线,从而转变为另一种原子核的过程。

这种自发变化涉及到核内部的重组和改变,从而使得原子核的性质发生巨大变化。

放射性衰变是一种无法人为操控的自然现象,对于核物理研究和应用领域具有重要意义。

一、放射性衰变的基本概念放射性衰变是一种本质上不可预测的过程,它在所有的放射性元素中普遍存在。

放射性元素具有不稳定的原子核,其内部的中子和质子组成不平衡,导致核能量过高,无法维持长时间的稳定状态。

为了恢复原子核的稳定,放射性元素会通过自发放射射线的方式进行衰变,从而演化为一个稳定的核。

放射性衰变可分为三种类型:α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是指放射性原子核释放出一个α粒子,原子序数减少2,质量数减少4。

β衰变分为β-衰变和β+衰变,β-衰变是指放射性原子核释放出一个β粒子(高速电子),质子数增加1,质量数不变;β+衰变是指放射性原子核释放出一个正电子,质子数减少1,质量数不变。

γ衰变是指原子核释放出高能量γ射线,质子数和质量数均不变。

二、放射性衰变的速率及半衰期放射性衰变的速率被描述为半衰期,即衰变物质数量降低到原来的一半所需的时间。

半衰期是每种放射性元素的固有属性,并且具有高度的稳定性。

半衰期的长短直接决定了放射性元素的衰变速率和危害程度。

不同放射性元素具有不同的半衰期。

例如,铀-238的半衰期为44.5亿年,钴-60的半衰期为5.27年,钍-232的半衰期为1.4亿年。

通过了解元素的半衰期,人们可以预测其衰变速率,并制定相应的防护措施,以保护人们的健康和环境安全。

三、放射性衰变的应用放射性衰变在核物理学和现代科技领域具有广泛的应用。

在核能领域,放射性衰变用于核能的生产和利用,例如核电站利用铀-235衰变产生的裂变反应释放的能量来发电。

在医学领域,放射性同位素的衰变被用作放射治疗,如放疗、放射性示踪、放射性医学诊断等。

放射性衰变与半衰期

放射性衰变与半衰期

放射性衰变与半衰期放射性衰变是一个自然界中普遍存在的现象,涉及到一系列放射性元素的转变过程。

在这个过程中,放射性元素发出射线或者粒子,逐渐转变为其他元素,同时伴随能量的释放。

放射性衰变的速率可以通过半衰期来描述,半衰期是指在该时期内,一半的原子核会发生衰变。

一、放射性衰变的基本原理放射性衰变是由于某些原子核不稳定而导致的。

不稳定核会经历一系列的转变,直到变成稳定核或变成另一种放射性核。

放射性衰变通常涉及到三种形式的放射线:α(阿尔法)射线、β(贝塔)射线和γ(伽马)射线。

α射线是由氦离子组成的,是比较大而重的粒子。

β射线是电子或者正电子的高速运动形式。

γ射线是高能光子,具有很强的穿透能力。

这些射线的释放是放射性衰变的主要特征。

二、半衰期的概念与计算半衰期是指放射性物质衰变至剩余一半所需的时间。

不同放射性元素的半衰期是各不相同的。

一些元素的半衰期非常短,仅有几分钟或几秒钟,而另一些元素的半衰期可以达到数千年。

半衰期的计算可以通过放射性衰变方程来完成,该方程用于描述放射性核在单位时间内发生衰变的速率。

若一个放射性样品初态(初始时刻)有N0个原子核,经过时间t后仅剩下N个原子核,那么半衰期T1/2可以通过以下公式计算:N = N0 * (1/2)^(t/T1/2)三、实际应用与意义放射性衰变与半衰期在许多领域中都具有重要的应用价值。

以下是几个具体的例子:1. 放射性定年:由于不同元素的半衰期固定且已知,科学家可以利用放射性元素的衰变速率来确定物质的年龄。

例如,通过测定一块岩石中含有的放射性同位素的浓度,可以确定该岩石的年龄。

2. 医学诊断:放射性同位素的衰变可以用于医学影像学中的放射性示踪技术。

医生可以通过注射含有放射性同位素的药物来观察特定器官或组织的功能和代谢过程。

3. 辐射治疗:放射性同位素发出的射线具有较高的能量,可以用于治疗某些癌症。

射线能够杀死肿瘤细胞,并阻止其进一步生长和扩散。

4. 核能发电:核反应堆中的核燃料会通过放射性衰变来释放能量,用于产生蒸汽驱动涡轮机发电。

什么是放射性衰变

什么是放射性衰变

什么是放射性衰变放射性衰变是指某种原子核内的粒子发生自发性的转化,从而变成不同的原子核或不同的粒子的现象。

这一过程是自然界中一些放射性元素进行放射性衰变的主要方式。

放射性衰变的过程受到核内粒子的相互作用和能量守恒的影响。

在放射性元素中存在不稳定的原子核,这些原子核具有过多或过少的中子和质子。

为了达到更稳定的状态,这些原子核会通过放射性衰变来转变自身。

放射性衰变可分为三种主要衰变方式:α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是指一个原子核中发射一个α粒子(由两个质子和两个中子组成)。

在这个过程中,原子核的质量数减少4,而原子序数减少2。

举例来说,铀238衰变为钍234就是一个α衰变的过程。

β衰变有两种形式:β-衰变和β+衰变。

在β-衰变中,一个中子转变为一个质子,并同时释放出一个电子和一个反中微子;而在β+衰变中,一个质子转变为一个中子,并同时释放出一个正电子和一个中微子。

γ衰变是放射性衰变中唯一没有粒子释放的形式。

在γ衰变中,核内能级的跃迁会伴随着γ光子的释放。

γ衰变通常发生在其他形式的衰变之后,作为放射性元素进一步稳定的过程。

放射性衰变的速度是通过半衰期来衡量的。

半衰期是指在给定放射性同位素中一半原子核衰变所需的时间。

不同的放射性同位素具有不同的半衰期,可以从几秒钟到数十亿年不等。

放射性衰变对环境和生物体都有潜在的影响。

高剂量的放射性辐射对人体组织和细胞产生损害,增加罹患癌症的风险。

因此,放射性物质的安全使用和处置是至关重要的。

放射性衰变技术在许多领域起着重要作用,如医学诊断和治疗、碳测年、核能发电等。

了解放射性衰变的原理和特性有助于我们更好地理解自然界中的放射性现象,并为相关领域的应用提供基础。

总之,放射性衰变是原子核内粒子自发转化的过程,包括α衰变、β衰变和γ衰变。

它对我们的生活和科学有着重要意义,我们需要在使用和处理放射性物质时保持安全和谨慎。

放射性衰变和半衰期

放射性衰变和半衰期放射性衰变和半衰期是物理学领域中非常重要的概念。

在这篇文章中,将详细介绍放射性衰变和半衰期的定义、原理和应用。

1. 放射性衰变的定义放射性衰变是指原子核自发地发生变化,释放出粒子或电磁辐射的过程。

这个过程是不受外界影响的,即各个原子核的衰变速率是随机的。

放射性衰变的原因是由于原子核的不稳定性,通过发射粒子或光子来寻求更加稳定的能量状态。

2. 放射性物质的分类根据放射性衰变的特点,放射性物质可以分为α衰变、β衰变以及伽马衰变。

α衰变是通过发射α粒子(即带有2个质子和2个中子的氦核)来实现的,β衰变是通过发射电子(β^-)或正电子(β^+)实现的,伽马衰变则是通过发射伽马射线(高能量电磁波)来实现的。

3. 半衰期的定义和计算半衰期是指在特定的放射性物质中,半数原子核发生衰变所需的时间。

具体计算半衰期的方法是,将初始时刻的放射性原子核数目与经过一段时间后的剩余放射性原子核数目相比较,当剩余放射性原子核数目是初始数目的一半时,所经过的时间就是半衰期。

4. 半衰期的应用半衰期在许多方面都有着广泛的应用。

在核能领域,半衰期用来描述放射性物质的稳定性和放射性废物的储存时间。

在医学诊断中,放射性同位素的半衰期用于测定某些物质在人体中的代谢过程,从而提供有关疾病诊断的信息。

此外,半衰期还被用于测定考古文物的年龄以及地质年代学中来测定地球或其他行星的年龄。

5. 半衰期的变化半衰期不是固定不变的数值,它受到许多因素的影响。

首先,每种放射性物质都有其独特的半衰期,这是由其核结构决定的。

其次,环境因素如温度、压力等也会对半衰期产生一定的影响。

最后,一些物质的半衰期还可以通过人工干预而改变,例如通过引入其他化学物质来加速或减缓放射性衰变速度。

总结:放射性衰变和半衰期是研究原子核衰变行为的重要概念。

放射性衰变是原子核自发地发生变化的过程,通过发射粒子或光子来实现更稳定的能量状态。

半衰期是指半数原子核衰变所需的时间,应用广泛于能源、医学、考古学和地质学等领域。

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

第二章放射性衰变


三、多次级联衰变 如果母体是长寿命,各代子体与母体相比寿 命都短的多,则经过一定时间后(约大于子 体中最大半衰期的五倍),母体与各代子体 将达到长期平衡,这时各代子体的数量都不 随时间变化,他们的放射性活度相等.
1N1 2 N2 3 N3
例题:已知镭的半衰期为1620a,从沥青 铀矿和其它矿物中的放射性核素数目 N(226Ra)与N(238U)的比值为3.51×10-7, 试求238U的半衰期。
核原子的质量必须大于衰变后子核原子和 氦核质量之和。
M X (Z, A) MY (Z 2, A 4) M He
通常把α衰变过程中放出的能量称为衰变能, 记作Ed,其关系式为
Ed E EY Mc2 [M X (MY M He )]c2
3、α 粒子能量和衰变能的关系 衰变前母核静止,动量为零,则有:
A
m M
NA
ln 2 T1/ 2
m M
NA

0.6931 6.022 1023 1.657 108 60
4.2 1013 Bq
当 A 100mCi 3.7 109 Bq 时,有
m
AM
N A

AM N A ln
2
T1
/
2
3.7 109 60 1.657 108 8.8105 (克) 88微克 6.022 1023 0.693
2、β 能谱的特点: ①β射线的能量是连续分布的; ②有一确定的最大能量Emax,它近似等
于β衰变能; ③曲线有一极大值,即在某一能量处强
度最大。
二、中微子 1、中微子假说 泡利在1930年指出,只有假定在β
衰变过程中,伴随每一个电子有一个轻 的中性粒子(称之为中微子ν)一起被 发射出来,使中微子和电子的能量之和 为常数,方能解释连续β谱。

放射性衰变α衰变与β衰变

放射性衰变α衰变与β衰变放射性衰变是指放射性核素自发地转变为其他核素的过程。

在这个过程中,放射性核素会通过放射射线来释放出能量,以达到稳定状态。

放射性衰变包括α衰变和β衰变两种形式。

一、α衰变α衰变是指放射性核素中的一个α粒子被释放出来的过程。

α粒子由两个质子和两个中子组成,相当于一个氦离子。

在α衰变过程中,原子核的质量数减少4,原子序数减少2,从而转变为一个新的核素。

例如,铀-238(238U)经过一系列的衰变过程,最终衰变为镀金-198(198Au)。

这个过程中,238U先衰变为230Th(锕-230),然后衰变为226Ra(镭-226),再衰变为222Rn(氡-222),最后衰变为218Po(钋-218),释放出一个α粒子。

α衰变是一个自发的过程,其速率是指数衰减的,可以用半衰期来描述。

半衰期是指在一定时间内,一半的原始核素会发生衰变。

不同的放射性核素具有不同的半衰期,有的可能只有几分钟,有的则可以达到几十亿年。

二、β衰变β衰变是指原子核中的一个原子核子发生一定的转变,从而转变为另一个核子的过程。

β衰变包括β-衰变和β+衰变两种形式。

1. β-衰变:β-衰变是指一个中子转变为质子、电子和反中微子的过程。

在β-衰变中,中子发生衰变并转变为质子,释放出一个电子和一个反中微子。

原子核的质量数保持不变,但原子序数增加1,从而转变为一个新的核素。

例如,碳-14(14C)经过β-衰变转变为氮-14(14N)。

在这个过程中,一个中子转变为一个质子,并放出一个电子和一个反中微子。

2. β+衰变:β+衰变是指一个质子转变为中子、正电子和中微子的过程。

在β+衰变中,质子发生衰变并转变为中子,释放出一个正电子和一个中微子。

原子核的质量数保持不变,但原子序数减少1,从而转变为一个新的核素。

例如,钠-22(22Na)经过β+衰变转变为氖-22(22Ne)。

在这个过程中,一个质子转变为一个中子,并放出一个正电子和一个中微子。

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放射性__衰变一、天然放射现象的发现1.1896年,法国物理学家贝可勒尔发现,铀和含铀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。

物质放出射线的性质称为放射性,具有放射性的元素称为放射性元素。

2.玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素,命名为钋(Po)、镭(Ra)。

二、三种射线的本质1.α射线实际上就是氦原子核,速度可达到光速的110,其电离能力强,穿透能力较差。

在空气中只能前进几厘米,用一张纸就能把它挡住。

2.β射线是高速电子流,它的速度更大,可达光速的99%,它的穿透能力较强,电离能力较弱,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板。

3.γ射线呈电中性,是能量很高的电磁波,波长很短,在10-10m 以下,它的电离作用更小,但穿透能力更强,甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。

三、原子核的衰变1.放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新原子核的变化叫衰变。

2.能放出α粒子的衰变叫α衰变,产生的新核,质量数减少4,电荷数减少2,新核在元素周期表中的位置向前移动两位,其衰变规律是A Z X ―→A -4Z -2Y +42He 。

3.能放出β粒子的衰变叫β衰变,产生的新核,质量数不变,电荷数加1,新核在元素周期表中的位置向后移动一位,其衰变规律A Z X ―→A Z +1Y +__0-1e 。

4.γ射线是伴随α衰变、β衰变同时产生的。

β衰变是原子核中的中子转化成一个电子,同时还生成一个质子留在核内,使核电荷数增加1。

四、半衰期1.放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间,叫做这种元素的半衰期。

2.放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的。

3.跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

4.半衰期是大量原子核衰变的统计规律。

衰变公式:N =N 0(12)tτ,τ为半衰期,反映放射性元素衰变的快慢。

1.判断:(1)放射性元素发生α衰变时,新核的化学性质不变。

()(2)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢。

()(3)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律。

()(4)半衰期可以通过人工进行控制。

()(5)对放射性元素加热时,其半衰期缩短。

()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×2.思考:发生β衰变时,新核的核电荷数变化多少?新核在元素周期表中的位置怎样变化?提示:根据β衰变方程234 90Th―→234 91Pa+0-1e知道,新核核电荷数增加了1,原子序数增加1,故在元素周期表上向后移了1位。

1.衰变规律原子核衰变时,电荷数和质量数都守恒。

2.衰变方程示例α衰变:A Z X→A-4Y+42He,Z-2β衰变:A Z X→A Z+1Y+0-1e。

3.对α衰变和β衰变的理解(1)α衰变:在放射性元素的原子核中,2个中子和2个质子结合得比较牢固,有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来,这就是放射性元素发生的α衰变现象。

(2)β衰变:原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子,使核电荷数增加1.但β衰变不改变原子核的质量数。

(3)原子核放出一个α粒子就说明它发生了一次α衰变,同理放出一个β粒子就说明它发生了一次β衰变。

(1)原子核衰变时质量数守恒,但并非质量守恒,核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出能量,质量与能量相联系。

(2)在β衰变中,释放出具有很大的能量的电子,该电子来自于原子核,它是由中子和质子的转化产生的,这表明质子(或中子)也是变化的。

(3)天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。

原子核放出α粒子或β粒子,并不表明原子核内有α粒子或β粒子;原子核发生衰变后“就变成新的原子核”。

1.一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.总核子数保持不变C .总能量保持不变D .总动量改变解析:选ABC 衰变过程中质量数守恒,又因为质量数等于核子数,故衰变过程中核子数不变。

1.α、β、γ2.研究放射性的意义如果一种元素具有放射性,那么不论它是以单质的形式存在,还是以某种化合物的形式存在,放射性都不受影响。

也就是说,放射性与元素存在的状态无关,放射性仅与原子核有关。

因此,原子核不是组成物质的最小微粒,原子核也存在一定的结构。

β射线中的电子是从原子核内放出的(本质是一个质子转化为一个中子,放出一个电子),并不是原子核外的电子。

2.关于α、β、γ三种射线,下列说法中正确的是( ) A .α射线是原子核自发发射出的氦核,它的穿透能力最强 B .β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的穿透力 C .γ射线一般伴随着α或β射线产生,它的穿透力最强 D .γ射线是电磁波,它的穿透力最弱解析:选C α射线是不稳定原子核放出的由两个中子和两个质子组成的粒子流,它的电离本领最大,穿透力最弱。

β射线是原子核内一个中子转化为一个质子时放出的高速电子流,其穿透力和电离能力都居中,γ射线是跃迁时放出的光子,它的穿透力最强,故正确答案为C.1.计算公式根据半衰期的概念,可总结出公式如下: N 余=N 原(12)t /τ,m 余=M (12)t /τ式中N 原、M 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的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的,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。

3.适用条件半衰期是一个统计概念,是大量原子核衰变时的统计规律。

对于某一个特定的原子核,无法确定何时发生衰变,但可以确定各个时刻发生衰变的概率,即某时衰变的可能性,因此,半衰期只适用于大量的原子核。

4.衰变次数的计算(1)对象:一个放射性元素的原子核发生α衰变(或β衰变)变成新的原子核,而新原子核仍有放射性,可能又会发生某种衰变。

经过若干次变化,最终变为某一稳定的原子核。

在此过程中共发生了多少次α衰变和β衰变,是经常面临的问题。

(2)依据:电荷数和质量数守恒。

(3)方法:根据β衰变不改变质量数的特点,可依据反应原子核与最终原子核的质量数改变确定α衰变的次数,然后计算出电荷数的改变,由其差值可确定β衰变的次数。

其中每发生一次α衰变,质量数减少4,电荷数减少2,每发生一次β衰变,电荷数增加1,质量数不变。

3.(重庆高考)碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m 的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4 B.m 8 C.m 16D.m 32解析:选C 经过32天即4个半衰期,碘131的含量变为m ′=m 24=m16,C 项正确。

[例1] (β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是________。

(填选项前的字母)图3-2-1A.①表示γ射线,③表示α射线B.②表示β射线,③表示α射线C.④表示α射线,⑤表示γ射线D.⑤表示β射线,⑥表示α射线[解析]由于在放射现象中放出组成α射线的α粒子带正电,β射线的β粒子带负电,γ射线不带电,根据电场力的方向与左手定则,可判断三种射线在电磁场中受力的方向,即③④表示α射线,①⑥表示β射线,②⑤表示γ射线,所以C正确,A、B、D错误。

[答案] C(1)因为α粒子带正电,β粒子带负电,γ射线不带电,所以α、β会在电场或磁场中偏转,γ射线不偏转。

(2)α、β粒子在电场中做类平抛,用平抛的规律研究,在磁场中做圆周运动,利用洛伦兹力提供向心力进行研究。

[例2]232Th(82()90A.铅核比钍核少8个质子B.铅核比钍核少16个中子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[解析]设α衰变次数为x,β衰变次数为y,由质量数守恒和电荷数守恒得232=208+4x,90=82+2x-y,解得x=6,y=4,C错,D对。

铅核、钍核的质子数分别为82、90,故A对。

铅核、钍核的中子数分别为126、142,故B对。

[答案]ABD确定α和β衰变次数的具体方法如下:(1)首先确定开始的原子核和最终的原子核;(2)确定质量数的变化,并由此得出α衰变的次数;(3)由α衰变得出核电荷数的改变,根据实际电荷数再确定β衰变的次数。

[例3] (江苏高考辐射损伤。

它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。

其衰变方程是 222 86Rn ―→ 218 84Po+________。

已知 222 86Rn 的半衰期约为3.8天,则约经过________天,16 g 的 222 86Rn 衰变后还剩1 g 。

[解析] 根据衰变过程中,质量数与电荷数守恒可知,该衰变过程中,所释放的粒子的质量数为A =222-218=4,电荷数为Z =86-84=2,所以该粒子为42He 。

根据半衰期公式有:m =(12)tτm 0,代入数据解得:t =4τ=15.2天。

[答案] 42He 15.2(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间而不是样本质量减少一半的时间。

(2)注意区分两个质量:已发生衰变的质量:m [1-(12)t τ],未发生衰变的质量:m (12)tτ。

1.以下实验能说明原子核内有复杂结构的是( ) A .X 射线的发现 B .原子发光产生明线光谱 C .α粒子散射实验 D .天然放射现象解析:选D 原子发光产生明线光谱说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中;α粒子散射实验说明原子具有核式结构;天然放射现象中放射出的粒子是从原子核中放出的,说明原子核内有复杂结构。

故正确答案为D 。

2.关于天然放射现象,下列说法正确的是( ) A .α射线是由氦原子核衰变产生 B .β射线是由原子核外电子电离产生 C .γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生 D .通过化学反应不能改变物质的放射性解析:选D α射线是原子核同时放出两个质子和两个中子产生的,选项A 错;β射线是原子核内中子转化为质子而放出的电子,选项B 错;γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能级跃迁产生的,选项C错;放射性是原子核的固有属性,选项D正确。

3.原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th,继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa,再经放射性衰变③变为原子核23492U。

放射性衰变①、②和③依次为()A.α衰变、β衰变和β衰变B.β衰变、α衰变和β衰变C.β衰变、β衰变和α衰变D.α衰变、β衰变和α衰变解析:选A根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒特点,23892U核与23490Th核比较可知,核反应的另一产物为42He,所以衰变①为α衰变,B、C项排除;23491Pa核与23490Th核比较可知,核反应的另一产物为0-1e,所以衰变③为β衰变,A项正确。

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