第一章放射性及其衰变规律
放射性元素的衰变
要点一、原子核的衰变半衰期（一）原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。
2．衰变类型(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，238 92U 的α衰变方程：238 92U→234 90Th＋42He。
(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，234 90Th 的β衰变方程：234 90Th→234 91Pa＋0－1e。
3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。
（二）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。
2．特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。
(2)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。
3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。
要点二、核反应放射性同位素及其应用（一）核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程14 7N＋42He→178O＋11H. 3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．（二）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．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．（三）辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．要点突破一：衰变半衰期(1)方法：设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则衰变方程为：A ZX →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m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解一个二元一次方程组。
放射性衰变原理：原子核自发地放射出射线或粒子的过程
放射性衰变原理：原子核自发地放射出射线或粒子的过程引言放射性衰变是一种自然现象，指的是原子核自发地放射出射线或粒子的过程。
这一过程是不可逆的，且其速率是不受外界因素影响的。
放射性衰变具有重要的科学和实际意义，是现代核物理研究的基石之一。
本文将介绍放射性衰变的基本原理、衰变类型以及其在科学和技术领域的应用。
第一章放射性衰变的基本原理放射性衰变是指放射性同位素在一定时间后自发地变为其他同位素的过程。
这一过程是由于原子核中的粒子重新排列所导致的。
在原子核中，质子和中子通过强相互作用相互结合形成核力，而核力的作用范围仅限于原子核的范围内。
然而，核力无法克服质子之间的静电排斥力，因此原子核中的质子和中子的数量要保持相对平衡。
当一个原子核的质子和中子之间的平衡被打破时，核力无法维持核的稳定，于是核会经历衰变。
放射性衰变的过程可以分为三种类型：α衰变、β衰变和γ衰变。
在α衰变中，原子核会放出一个α粒子，即由两个质子和两个中子组成的氦离子。
在β衰变中，质子会转化为中子或中子会转化为质子，同时放出一个β粒子，即高速运动的电子或正电子。
γ衰变是指原子核通过放出γ射线来释放能量。
第二章放射性衰变的衰变类型α衰变是放射性同位素最常见的衰变类型之一。
许多重元素的同位素会经历α衰变来变得更稳定。
α衰变的过程中，原子核的质量数减少4，原子序数减少2。
这种衰变过程释放出大量的能量，因为α粒子具有很高的动能。
α粒子的质量很大，因此其穿透能力较弱，很容易被阻挡。
β衰变是指原子核中的一个质子或中子转化为另一种粒子的过程。
在β衰变的过程中，质子转化为中子时会放出一个正电子，而中子转化为质子时会放出一个电子。
这种衰变过程是由于弱相互作用所导致的，释放的能量相对较小。
β粒子具有较高的速度和较小的质量，因此其穿透能力比α粒子要强。
γ衰变是放射性同位素中最常见的衰变类型。
在γ衰变中，原子核并不改变其质子和中子的数量，而是通过释放γ射线来释放能量。
放射性元素的衰变课件
(3)综合写出这一衰变过程的方程. 解析 衰变方程为 23982U→20862Pb＋842He＋6－01e. 答案 23982U→20862Pb＋842He＋6－01e
二、对半衰期的理解及有关计算
例2 氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成 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22826Rn→21884Po＋________.已知 22826Rn的 半 衰 期 约 为 3.8 天 ， 则 约 经 过 ________天，16 g的 22826Rn 衰变后还剩1 g.
238＝206ห้องสมุดไป่ตู้4x
①
92＝82＋2x－y
②
联立①②解得x＝8，y＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变.
答案 8 6
(2) 20862Pb与 23982U 相比，质子数和中子数各少了多少？
解析 由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变 中子数少1，而质子数增加1，故20862Pb 较23982U 质子数少10，中子数少22. 答案 10个 22个
答案 放射性元素衰变的快慢由原子核内部因素决定.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；不能通过增 大压强或提高温度的方法加快某种放射性元素的衰变速度，也不能通过 物理或化学的方法减缓放射性元素的衰变速度.
对半衰期的理解： (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.不同的放射性 元素，半衰期不同. (2)注意以下两点： ①对于同一种元素，其半衰期是 一定 的，无论是加温、加压，或是处于单 质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同， 有 的 差别很大. ②半衰期是一种 统计 规律.对于 大量 的原子核发生衰变才具有实际意 义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用.
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一种自然界中普遍存在的现象，它涉及到原子核的变化，并释放出各种射线和粒子。
理解放射性衰变规律对于研究原子核物理、地质年代测定、医学诊断和治疗等领域都具有重要意义。
下面让我们来详细了解一下放射性衰变规律的相关知识点。
一、放射性衰变的定义与类型放射性衰变指的是不稳定的原子核自发地转变为另一种原子核，并同时释放出射线和粒子的过程。
主要的衰变类型包括α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核放出一个α粒子（即氦核），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⁻衰变时，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；而β⁺衰变中，一个质子转变为一个中子，同时放出一个正电子和一个中微子。
γ衰变通常发生在原子核从激发态跃迁到基态时，会放出高能γ光子，原子核的质子数和质量数都不发生改变。
二、放射性衰变的规律1、指数衰变规律放射性物质的衰变遵循指数规律。
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表示为： N ＝ N₀ e^（λt) ，其中λ为衰变常数。
衰变常数λ表示单位时间内一个原子核发生衰变的概率，其大小取决于原子核的种类和内部结构。
2、半衰期半衰期（T₁/₂）是指放射性原子核数目衰减到原来一半所需的时间。
它与衰变常数λ的关系为： T₁/₂＝ 0693 ／λ 。
不同的放射性同位素具有不同的半衰期，短的可以只有几微秒，长的可以达到数十亿年。
例如，碘 131 的半衰期约为 8 天，而铀 238 的半衰期约为 45 亿年。
三、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同位素及其衰变产物的含量，可以确定岩石的形成年代。
比如，利用铀铅法测定岩石的年龄。
2、医学领域在医学诊断中，放射性同位素可以用于标记某些化合物，注入人体后通过检测其在体内的分布和代谢情况，帮助诊断疾病。
放射性元素的衰变课件
3．适用条件 半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的 总结，对于一个特定的原子核，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。
对 α 衰变和 β 衰变的实质的正确理解
[典例 1] 23982U 核经一系列的衰变后变为28026Pb 核，问： (1)一共经过几次 α 衰变或几次 β 衰变？ (2)写出这一衰变过程的方程。 [思路点拨] 由题可知开始原子核为23982U，最终的原子核为20862 Pb，根据电荷数和质量数守恒可求得衰变次数从而写出衰变方程。
1．温度升高，放射性元素的半衰期会减小。
(× )
2．氡的半衰期为 3.8 天，若取 4 g 氡原子核，经 7.6 天后只剩下
1 g 氡原子核。
(√ )
1．对半衰期的理解 半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射 性元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差 别很大。 2．半衰期公式 N 余＝N 原(12)t/T，m 余＝m0(12)t/T。式中 N 原、m0 表示衰变前 的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发生衰变的原 子数和质量，t 表示衰变时间，T 表示半衰期。
[答案] A
对半衰期的理解和计算
[典例 3] 碘 131 核不稳定，会发生 β 衰变，其半衰期为 8 天。
(1)碘 131 核的衰变方程：15331I―→________(衰变后的元素用 X 表示)。
(2)经过________天 75%的碘 131 核发生了衰变。
[思路点拨]
(1)写衰变方程的依据是质量数守恒，电荷数守恒。
生产出可供研制核武器的钚 239(29349Pu)，这种钚 239 可由铀 239(23992
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
放射性元素的衰变规律
放射性元素的衰变规律放射性元素的衰变规律是一个重要的物理学现象，它对于我们了解原子核结构和核反应过程具有重要意义。
放射性元素的衰变过程是指它们通过自发放射粒子或电磁辐射从不稳定转变为稳定的过程。
首先，让我们了解一下放射性元素。
放射性元素是指具有不稳定原子核的元素，其原子核中的质子数或中子数与稳定核的比例不匹配。
这种不平衡状态导致原子核脱离平衡态并试图通过衰变来恢复稳定。
放射性元素有三种衰变方式：α衰变、β衰变和γ衰变。
在α衰变中，放射性元素释放出一个α粒子，即由两个质子和两个中子组成的氦离子。
通过释放α粒子，放射性元素的原子核质量减少4个单位，原子序数减少2个单位。
α衰变是一种常见的衰变方式，例如铀238衰变为钍234。
β衰变是指放射性元素释放出一个β粒子，即一个电子或一个正电子。
当核子数目较多时，中子可能转变成质子释放出电子，并转变成一个新的元素。
当质子数目较多时，质子可以转变为一个中子并释放出正电子。
β衰变可以改变原子核内部的中子和质子比例，使放射性元素转变为一个新元素。
例如，碳14经过β衰变转变为氮14。
γ衰变是通过从原子核中释放出高能γ射线来实现的。
γ射线是一种电磁波，能量非常高，具有很强的穿透力。
通过释放γ射线，放射性元素的核能量得到释放，并且没有核变化。
根据放射性元素的衰变规律，每种放射性元素衰变的速率是按照指数函数衰减的。
衰变速率可以用半衰期来描述。
半衰期是指衰变掉一半的时间，具有固定的数值。
对于放射性元素，它们的半衰期可以从几微秒到数十亿年不等。
放射性元素衰变可以通过放射性衰变方程来描述。
该方程可以用于确定放射性元素在特定时间内的剩余量。
放射性衰变方程可以表示为：N(t) = N(0) * (1/2)^(t/T) 其中N(t)是时间为t时剩余的放射性元素数量，N(0)是初始放射性元素的数量，T是半衰期。
放射性元素的衰变规律在核能领域具有重要应用。
核能的产生和控制都涉及到放射性元素的衰变过程。
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第一章放射性及其衰变规律
Radioactivity and discipline of disintegrating
学时：io学时
基本内容：
①基本概念：半衰期、衰变常数、放射性核素、放射性、照射量率
②基础知识：a衰变、B衰变、丫衰变、铀系衰变特点、钍系衰变特点、锕铀系衰变特点、 单个放射性核素
的衰变规、掌握两个放射性核素的衰变规律及其应用、 放射性活度与比活度
的单位、放射性辐射剂量单位、放射性测量的标准源和标准模型。
重点、难点：a衰变、丫衰变、铀系的衰变、单个放射性核素的衰变规律的推导、两个
放射性核素的衰变规律、放射性的测量单位及标准源。
教学思路：先介绍原子核的结构与原子核衰变的有关知识， 然后重点讲解三种常见的衰
变类型和三大放射性系列以及放射性的标准源和标准模型。 其中，衰变类型和三大放射性系
列等部分详细讲解。
主要参考书：
① 程业勋、王南萍等编著，《核辐射场与放射性勘查》，地质出版社，
2005.
② 吴慧山主编《核技术勘查》，原子能出版社，
1998.
复习思考题：
1、 1g 238U在一秒钟内放出1.24 104个a粒子，计算238U
得半衰期。
2、 在一个密封玻璃瓶内，装入1g
镭。放置一个氡的半衰期，瓶内积累多 少氡？
3、 氡衰变成RaA，现有10毫居里（mCi）氡密封于容器中，经过50h后，氡 和RaA
各有多少，以
活度（Bq）表示。
4
、 为什么3射线能量是连续谱？
5
、 什么是放射性系平衡？什么是放射性动平衡？
2 22 2 2 2
6、 Rn的半衰期是3.825d，试求 Rn的衰变常数？每1mg
在每秒内放出 多少a粒子？合多少贝
可？
7、 从镭源中收集氦，假定Ra与各子体达到放射性平衡，而Ra
的活度为
10
3.7 10
Bq ,试计算一年内产生多少氦？
教学内容提要：
第一节核衰变及放射性核素
、原子结构及原子核衰变
、三种常见的放射性核素衰变系列
a
衰变
冰、
丫 4 Q
3
衰变
+ 、 • 、.
1
) 3衰变
Z
U-
Q
2
) 3-衰变
* ZA
Y *e Q
电子俘获
A 0 A
Z X _i e " Z -1
丫 v Q
丫跃迁
：X + 0b
ZAY + V+Q
三、天然放射性系列
三个天然放射性系列：铀系、钍系、锕系
三个放射性系列的共同特点。
第二节 放射性核素的衰变与积累规律
一、衰变规律
放射性核素的衰变规律为：
N = N
0
e—'t
二、系列放射性核素的衰变与积累规律
若如果两个放射性核素衰变：
dN
B
d
t
—'ANA -
1
B N B
解得:
N
B = N oBeABt + 从 N OA e® k _ e~PB JA
)]
(九B - X A )
多个核素同样会得出结论。
三、放射性测量单位与标准源
1
、 放射性活度与比活度
2
、 放射性辐射剂量的单位
3
、 放射性标准源
4
、 放射性标准模型