α、β、γ衰变的规律总结
放射性元素的衰变 课件
一、原子核的衰变
阅读教材“原子核的衰变”,理解衰变类型及其规律。
1.衰变的定义是什么?
答案:原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的过程。
2.衰变有几种类型?写出其衰变规律。
-4
答案:(1)α 衰变: X→-2 Y+42 He(新核的质量数减少 4,电荷数减
少 2)。
2
92
-1
22
归纳总结衰变次数的判断方法
(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。
(2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2。
(3)每发生一次β衰变中子数减少1,质子数增加1。
对半衰期的理解及有关计算
问题导引
右图为氡衰变剩余质量与原有质量比值示意图。
纵坐标表示的是任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。
关键。
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
典例剖析
238
206
【例题 1】 92 U 核经一系列的衰变后变为 82 Pb 核,问:
(1)一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变?
(2)206
Pb
82
238
与 92 U 相比,质子数和中子数各少了多少?
(3)写出这一衰变过程的方程。
【思考问题】 原子核衰变时遵循什么规律?
3.写出半衰期公式
答案:N 余=N 原
1
2
,m 余=m 原
1
2
,其中 τ 为半衰期。
1.思考辨析。
(1)由原子核发生β衰变时放出的β粒子是电子,可知原子核内一定
存在着电子。 (
)
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
人教版(选修3-5)第2节 放射性元素的衰变(基本概念、课堂例题、课后作业)
19.2 反射性元素的衰变【重点知识】1．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
2．α衰变：238 92U→234 90Th ＋42He3．β衰变：234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1e4．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。
【基本知识】一、原子核的衰变1．定义原子核放出 或 ，则核电荷数变了，变成另一种 ，这种变化称为原子核的衰变。
2．衰变分类(1)α衰变：放出α粒子的衰变。
(2)β衰变：放出β粒子的衰变。
3．衰变方程23892U→23490Th ＋ 23490Th→234 91Pa ＋ 。
4．衰变规律(1)原子核衰变时 和 都守恒。
(2)当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。
二、半衰期1．定义放射性元素的原子核有 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 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 。
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。
【课堂例题】例1、原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U。
放射性衰变①②③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衰变例2、(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年。
已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。
现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是 ( ) A．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变例3、 (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。
元素衰变知识点总结
元素衰变知识点总结1. 元素衰变的基本概念元素衰变是指一种原子核自发地发生变化的过程，这种变化伴随着放射性粒子或电磁波的释放。
根据放射性衰变的类型可分为α衰变、β衰变、γ射线放射等。
元素衰变是放射性物质自然放射的基本方式，通常与放射性元素的半衰期、放射性活度等密切相关。
2. α衰变α衰变是一种原子核放射性衰变的过程，发生α衰变的核会放出一个α粒子，α粒子是构成氦原子核的两个中子和两个质子。
α衰变会使原子序数减少2，质量数减少4。
α衰变的示例如下：\[ _{92}^{238}U \rightarrow _{90}^{234}Th + _2^4 He \]3. β衰变β衰变是一种原子核放射性衰变的过程，发生β衰变的核会放出一个β粒子，β粒子分为β-粒子和β+粒子。
β-粒子是高速电子，β+粒子是高速正电子。
β-衰变会使原子序数增加1，质量数不变；β+衰变会使原子序数减少1，质量数不变。
β衰变的示例如下：\[ _{6}^{14}C \rightarrow _{7}^{14}N + e^- + \overline{v_e} \]4. γ射线γ射线是一种高能电磁波，是原子核发生衰变时释放出来的。
γ射线对原子核内部的直接结构变化非常小，但会导致核外的电子受激而产生电离，因而对人体有一定的辐射危害。
γ射线放射的示例如下：\[ _{11}^{23}Na \xrightarrow{\beta-} _{12}^{23}Mg +e^- +\overline{v_e}+ \gamma \]5. 半衰期半衰期是指在放射性原子核衰变过程中，其中一半的原子核发生衰变所需的时间。
通常用τ表示半衰期，数值通常与放射性物质的特性有关。
半衰期的计算可依据放射性衰变的速率公式进行，半衰期与转化常数之间的关系可由以下公式表示：\[ τ = \frac{0.693}{λ} \]6. 放射性衰变动力学放射性衰变动力学研究放射性元素在其衰变发生过程中的速率规律，可由以下方程描述：\[ N(t) = N_0e^(-λt) \]其中，N(t) 表示时间t时刻的放射性原子核的数量，N0 表示初始的放射性原子核的数量，λ 表示放射性原子核的转化常数。
放射性元素的衰变课件
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．
19.2 放射性元素的衰变
某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生
了衰变，该元素的半衰期为 （ D ） A.11.4天 B.7.6天 C.5.7天 D.3.8天
当堂检测
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
1 2.放射性同位素 11 Na 的样品经过 6 小时还剩下 没有衰变,它的半衰期 8
24
是(
) B.1.5 小时 D.0.75 小时
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
问题导学
当堂检测
1
2
3
4
5
答案:BD 解析:由题意、半衰期的含义及铀 238 衰变后含量随时间的变化规律图 象可知:铀 238 的半衰期和地球的年龄均大致为 45 亿年。再由图象可 知:被测定的古老岩石样品在 90 亿年时铀原子数的相对值为 0.25,即占 总原子数的4,由此可推得其中铅占原子数的4,铀、铅原子数之比约为 1∶ 3。选项 B、D 正确。
练一练
1 、由原子核的衰变规律可知 ( CD ) A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和 β射线
B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性 质不变
C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制， 是由原子核内部本身的因素决定的。 D．放射性元素发生β衰变时，新核质量数不 变，核电荷数增加1
2 、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 ,它很容易发生衰变, 6 C 放出β射线变成一个新核,其半衰期为5730年, 试写出14C的衰变方程。 (2)若测得一古生物遗骸中的 14 含量只有活体 6 C 中的25%,则此遗骸距今约有多少年?
阿尔法衰变贝塔衰变
阿尔法衰变贝塔衰变一、引言核物理是研究原子核的性质和相互作用的学科，其中衰变是核物理中极为重要的现象。
阿尔法衰变和贝塔衰变是核物理中两种最常见的衰变方式。
本文将详细介绍阿尔法衰变和贝塔衰变的基本概念、特点、机制以及应用。
二、阿尔法衰变1. 基本概念阿尔法粒子是由两个质子和两个中子组成的氦离子，其带电量为+2。
阿尔法衰变是指一个原子核放出一个氦离子，即一个α粒子的过程。
铀238发生阿尔法衰变后会产生钍234和一个氦离子。
2. 特点（1）能量释放大：阿尔法粒子带有较大的能量，因此在发生阿尔法衰变时会释放出较大的能量。
（2）穿透力弱：由于氦离子带有正电荷，因此它与其他原子核或电子相互作用时会受到库仑力作用而减速。
阿尔法粒子只能穿透很短距离，并且只能被较厚的物质阻挡。
（3）衰变速率慢：由于阿尔法粒子的穿透力弱，因此它们只能在原子核内部发生衰变，因此其衰变速率较慢。
3. 机制阿尔法衰变的机制是通过量子隧穿效应实现的。
在原子核内部，阿尔法粒子与原子核中的粒子相互作用，形成一个势垒。
当势垒高于阿尔法粒子的能量时，它就无法逃离原子核。
但是，在量子力学中，存在一种现象叫做隧穿效应，即粒子可以通过势垒而不是翻越它。
在某些情况下，阿尔法粒子可以通过隧穿效应逃离原子核而发生衰变。
4. 应用由于阿尔法粒子释放出的能量很大，并且只能在较短距离内穿透物质，因此它们被广泛用于放射性同位素治疗和成像等领域。
三、贝塔衰变1. 基本概念贝塔衰变是指一个原子核放出一个β粒子的过程。
β粒子可以是电子或正电子，其带电量分别为-1和+1。
钴60发生贝塔衰变后会产生铁60和一个电子。
2. 特点（1）能量释放中等：贝塔粒子释放出的能量比阿尔法粒子少，但比γ射线多。
（2）穿透力较强：由于β粒子带有较小的能量，因此它们可以穿透较厚的物质，并且可以被薄层金属等物质阻挡。
（3）衰变速率快：由于β粒子的穿透力较强，因此它们可以从原子核内部逸出，因此其衰变速率较快。
元素衰变知识点总结高中
元素衰变知识点总结高中一、元素衰变的基本概念1. 原子核和核子原子核是原子的中心部分，由质子和中子构成。
质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的结构比较稳定，但有时会发生变化，这种变化就是元素衰变。
2. 放射性元素放射性元素是指原子核内的核子不稳定，会发生自发性衰变的元素。
通常包括放射性同位素和放射性同位素。
3. α衰变α衰变是一种放射性衰变方式，原子核放出一个α粒子（即氦核），同时原子序数减2，质量数减4。
4. β衰变β衰变是一种放射性衰变方式，原子核放出一个β粒子（即电子或正电子），同时原子序数增1，质量数保持不变。
5. γ射线γ射线是一种高能电磁辐射，由原子核内的能级跃迁释放的。
它可以穿透物质，对生物组织和电子设备具有一定的危害性。
6. 半衰期半衰期是指放射性元素衰变为其原本质量的一半所需的时间。
不同放射性元素的半衰期不同，有的为纳秒量级，有的则为数亿年。
二、元素衰变的应用1. 放射性同位素的医疗应用许多放射性同位素可以被用于医疗上的诊断和治疗。
例如，碘-131被用于治疗甲状腺癌；锝-99m被用于医学影像学检查等。
2. 放射性同位素的工业应用放射性同位素在工业上也有广泛的应用。
例如，钴-60用于无损检测；铯-137用于辐照食品等。
3. 放射性同位素的能源应用核能源是一种清洁的能源，放射性同位素的衰变可以释放出大量的能量。
核电站利用核裂变和核聚变释放出的能量来产生电力。
4. 放射性同位素的生态应用放射性同位素在生态研究中也有一定的应用。
例如，碳-14可以用于地质年代学和考古学上的年代测定。
三、元素衰变的安全问题1. 放射性同位素的危害放射性同位素的衰变过程会释放出放射性粒子和电磁辐射，对人体和环境造成一定的危害。
因此，对于放射性同位素的应用和处置都需要严格的管理和监控。
2. 放射性污染放射性同位素的不当处置会导致环境污染，这种污染会长期影响人类的生活和健康。
因此，处理放射性废物的的问题是一个全球性的环境问题。
《放射性 衰变》 讲义
《放射性衰变》讲义一、什么是放射性衰变在我们生活的这个世界中，存在着许多神奇而又神秘的现象，放射性衰变就是其中之一。
简单来说，放射性衰变指的是某些原子核自发地放出射线，并转变为另一种原子核的过程。
这些原子核具有内在的不稳定性，它们试图通过释放能量来达到更稳定的状态。
这种释放能量的方式就是放射性衰变。
二、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衰变是指原子核放出一个由两个质子和两个中子组成的α粒子，从而使原子核的质量数减少 4，原子序数减少 2。
例如，铀 238 经过α衰变会变成钍 234。
β衰变则分为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和一个电子，电子被释放出来，这种电子被称为β粒子。
而β⁺衰变是原子核中的一个质子转变为一个中子和一个正电子。
γ衰变比较特殊，它通常不改变原子核的质子数和质量数，只是原子核在从高能态向低能态跃迁时放出γ射线，γ射线是一种高能电磁波。
三、放射性衰变的规律放射性衰变遵循一定的规律。
其中最重要的规律就是衰变常数和半衰期。
衰变常数表示单位时间内一个原子核发生衰变的概率。
它是每种放射性核素的固有特性，不同的核素具有不同的衰变常数。
半衰期则是指放射性原子核数目衰变到原来一半所需要的时间。
它与衰变常数之间存在着密切的关系。
通过半衰期，我们可以大致了解一种放射性物质的衰变速度。
例如，碳 14 的半衰期约为 5730 年，这意味着经过 5730 年，碳 14 的数量会减少一半。
四、放射性衰变的影响因素放射性衰变的速度一般不受外界条件的影响，比如温度、压力、化学状态等。
这是因为衰变是原子核内部的过程，外部环境的变化对其影响极小。
然而，原子核的结构和核内的相互作用会对衰变产生重要影响。
比如，原子核中的质子数和中子数的比例、核子之间的结合能等都会决定原子核的稳定性，从而影响衰变的可能性和方式。
五、放射性衰变的应用放射性衰变在许多领域都有着广泛的应用。
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α、β、γ衰变的规律总结
万阳
2008011762工物 83
α 衰变 β 衰变 γ 跃迁
不稳定核自发地放
原子核从激发态通
核电荷 Z 发生改变，而核子
过发射 γ 光子或其
出 α 粒子，并转变
定义
数不变的自发衰变过程，称 它过程跃迁到较低
成另一种原子核的
为 β 衰变； 能态，称为 γ跃迁或
现象，成为 α 衰变；
γ 衰变；
发射的粒
子的能量
4~9Mev
范围
反应式
ZA X AZ 42
Y+
；
发生的条
MX(Z,A)>M Y(Z-2,A-
件（能量）
4)+Mα(2,4)
所采用的
穿透库仑势垒；
物理模型
α，β或
A
γ的能量
E
0
与衰变能
T
A 4
；
的关系
最大能量在几十 kev~Mev Kev~Mev
: ZAX Z A1Y
e
，
: ZAX Z A1Y
e
， ZA X ZA X ；
EC : ZA X e
i
Z A1Y e
；
β - ：
MX(Z,A)>M Y(Z+1,A)or
(Z,A)> (Z+1,A)
β +：
M(Z,A)>M (Z-1,A)+2m or
原子核处于激发态；
X Y e
(Z,A)> (Z-1,A)+2m
e
c
2
EC：
X Y i /c 2
M(Z,A)>M (Z-1,A)+ ε
or
(Z,A)> (Z-1,A)+
ε i ；
费米理论 单质子模型；
γ 光子的动能近似
Tβ =Eβmax≈ E
0
等于衰变能：
Eγ =E0-T R≈ E
0
衰变能，原子序数
用费米积分表示衰变常数，
在其它条件不变的
情况下：
对于偶偶核：
m5ec4 g2 M
if
2
λ 随着衰变能的增
大而增大，
影响衰变
1/2
常数大小
lnA BE
0
的因素有
（其中 A，B 为常
哪些？
数，与原子序数有
关）
衰变能对
一般而言，衰变能
2
3 7
f (Z , E0 )
表明 λ 与跃迁类型（轻子带
走的角动量），以及衰变能，
原子序数都有一定关系，其中
λ ~E
0
5
萨金特定律：
β 衰变的半衰
随着 γ 带走角动
量的增加（即跃迁
级次）而减小，
电多级辐射， 磁电
多级辐射对应的衰变
常数也不同
其他条件一定的情
衰变的影
越大， α 粒子穿透
响
库仑势垒概率越
大，衰变常数越大，
α 衰变越容易发
生；
α 衰变过程中角动
角动量对
量守恒，这影响后
面的选择定则；同
衰变的影
时 α 粒子带走的角
响是怎样
动量越小，衰变越 的？为什 容易发生，因为 α 么？ 粒子穿透势垒的离 心势会变小。 宇称守恒（在强相 互作用和电磁相互 宇称对衰 作用中，宇称是守 恒的） 变的影响 if ( 1)l 其 是怎样 的？为什 中 l α 是α 带走的总 么？ 角动量（因为 α自 旋为 0，故就等于它 的轨道角动量） 发射粒子 分立谱，可以此测 量原子核的能级 的能谱 图； 期与 β粒子最大能量（ λ ~E0 5）存在很强的依赖关系；衰变能越大，衰变越容易发生； 在 β 衰变的孤立系统中，角动量守恒，轻子带走的轨道角动量越大，跃迁级次越高，即跃迁矩阵元越小，衰变越难发生 宇称不守恒（弱相互作用中宇称不守恒），β 衰变中放出电子和中微子，电子 - 中微子场与原子核的相互作用为弱相互作用；但在非相对论情 况下，前后宇称满足： i f ( 1)l 其中 L 为轻子带走的角动量 β - 和 β+ 衰变中 β 粒子的能量是连续谱 ( 三体问题 ), 而 EC衰变的中微子能量是分立谱； 况下，衰变能越大， γ 跃迁概率越大， γ 衰变越容易发生； 角动量守恒，（ 0→ 0 跃迁不发射 γ 光子，这是由于无法提供 γ 光子的内禀角动量为 1）影响后面的选择定
则， 同时角动量越大，
跃迁概率越
小，越难发生。宇
称守恒， γ衰变为
电磁力作用的结果，
电磁相互作用中宇
称守恒。
电多级辐射：
( 1)
L
磁多级辐射：
( 1)
L1
其中 L 为 γ带走的
角动量（ L>=1）
分立谱，发射 γ光子
的能量也可用于测
量原子核的能级图；
光子的角动量：
L I i I f , I i I f 1, , Ii I f 1,I
i I f
1，角动量守恒： 允许跃迁： I=0 ，± 1
跃迁选择
α 的角动量：
一f 级禁
i
π =+1；
L I i I f , I i I f 1, , I i I 戒f跃迁： I=0 ，± 1， 1,I I
定则
2，宇称守恒： ±2 π=-1 ；
(
1)
l
n 级禁戒跃迁： I= ± n, ±
i f
(n+1)
π=(-1)
n
光子的宇称：
电多级辐射：
( 1)
L
磁多级辐射：
( 1)
L1