放射性元素的衰变规律
第二节放射性元素的衰变PPT课件
D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量 数不变，核电荷数增加1
练习4：某原子核A的衰变过程为 A β B α C,下列说法正确的是（ D）
A、核A的质量数减核C的质量数等于5; B、核A的中子数减核C的中子数等于2; C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的 中性原子中的电子数多1; D、核A的质子数比核C的质子数多1。
场的作用下分成a、b、c三束，以下
判断正确的是（ BC）
+ A、a为α射线，b为β射线
b
B、a为β射线，b为γ射线
-
c
C、b为γ射线，c为α射线
a
D、b为α射线，c为γ射线
P
练习3：由原子核的衰变规律可知 ( C)
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
• 衰变：一种元素经放过程变成另一种元素的现象， 称为原子核的衰变。可用衰变方程表示。
• 原子核发射出来α粒子，叫α衰变；发射出来β粒 子，叫β衰变；γ射线是伴随着这些衰变而产生 的。
如铀238的α衰变方程：
9 22 3U 8 9 20 3T 4 h4 2He
钍234的β衰变方程：
9 20 3T4 h 9 21 3P 4 a0 1e
核电荷数增加1个， 在元素周期表中向后移一位
核内放出电子原因：中子转化成质子和电子
• 一个α粒子与一个氦原子核相同，两者质 量数和核电荷数相同。
思考：92238 U(铀)要经过几次α衰变和β衰 变，才能变为 82(206铅Pb)？它的中子数减 少了多少？
8次 α衰变，6次 β衰变， 中子数减少 22个.
天然放射线有哪几种？其性质如何？
放射性衰变的规律与计算方法
放射性衰变的规律与计算方法在我们生活的这个世界中，存在着许多肉眼无法直接察觉但却对我们的生活和科学研究有着重要影响的现象，放射性衰变就是其中之一。
放射性衰变是指不稳定的原子核自发地放出射线，转变为另一种原子核的过程。
理解放射性衰变的规律和掌握相应的计算方法，对于核物理学、地质学、医学等众多领域都具有至关重要的意义。
放射性衰变的规律可以用几个关键的概念来描述。
首先是半衰期，这是放射性衰变中一个极其重要的参数。
半衰期指的是放射性原子核数量衰变一半所需要的时间。
不同的放射性元素具有不同的半衰期，有的短至几毫秒，有的则长达数十亿年。
例如，碘-131 的半衰期约为 8 天，而铀-238 的半衰期约为 45 亿年。
另一个重要的概念是衰变常数。
衰变常数表示单位时间内一个放射性原子核发生衰变的概率。
它与半衰期之间存在着密切的关系，通过半衰期可以计算出衰变常数，反之亦然。
放射性衰变遵循指数衰减规律。
假设初始时刻某种放射性原子核的数量为 N₀，经过时间 t 后，剩余的原子核数量 N 可以用以下公式表示：N ＝ N₀ × e^（λt) ，其中λ就是衰变常数。
在实际应用中，我们经常需要根据已知条件来计算放射性衰变的相关参数。
比如，已知一种放射性物质的半衰期和初始数量，要计算经过一定时间后的剩余数量。
举个例子，假设我们有 100 克初始质量的放射性物质，其半衰期为10 天。
那么经过 20 天后，剩余的质量是多少呢？首先，我们需要计算衰变常数λ。
由于半衰期 T₁/₂＝ 10 天，根据公式λ ＝ ln2 ／ T₁/₂，可以算出λ ≈ 00693 ／10 ≈ 000693 。
然后，将 t ＝ 20 天，N₀＝ 100 克，λ ＝ 000693 代入公式 N ＝ N₀ × e^（λt) ，得到 N ＝ 100 × e^（－000693 × 20) ≈ 25 克。
放射性衰变的计算方法在许多领域都有着广泛的应用。
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
1.知道原子核的两种衰变类型、衰变规律及实质。 2.理解半衰期的概念及决定因素，会利用半衰期解决相关问题。 3.知道放射性同位素，了解其应用与防护。 4．知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程。
一、原子核的衰变 1．填一填 (1)定义：原子核自发地放出 α 粒子或_β 粒子，变成另一种原子核的变化。 (2)α 衰变
mA＝122TTm0＝14m0
B 剩余的质量 mB＝1222TTm0＝12m0
所以mmAB＝12，故选项 B 正确。 答案：B
3．[多选]日本福岛核电站核泄漏事故中的污染物中含有碘 131，碘 131 不稳
定，发生 β 衰变，产生对人体有危害的辐射，其半衰期为 8 天，关于碘 131，
下列说法正确的是
[解析] (1)设29328U 衰变为28026Pb 经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变。由质量数 守恒和电荷数守恒，可得
238＝206＋4x 92＝82＋2x－y 解得 x＝8，y＝6 即一共经过 8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变。 (2) 20862Pb 比29328U 的质子数少 92－82＝10 中子数少(238－92)－(206－82)＝22。 (3)核反应方程为：29328U→20862Pb＋842He＋6－1 0e。 [答案] (1)8 次 α 衰变 6 次 β 衰变 (2)10 22 (3)29328U→28026Pb＋842He＋6－1 0e
[易错警示] 关于半衰期的两个误区
(1)错误地认为半衰期就是一个放射性元素的原子核衰变到稳定核所经历的 时间。其实半衰期是大量的原子核发生衰变时的统计规律。
(2)错误地认为放射性元素的半衰期就是元素质量减少为原来一半所需要的 时间，该观点混淆了尚未发生衰变的放射性元素的质量与衰变后元素的质量的 差别。其实衰变后的质量包括衰变后新元素的质量和尚未发生衰变的质量。
人教版高中物理 选择性 必修第三册：放射性元素的衰变【精品课件】
子从核中释放出来。
(3)半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间,经过两个半衰期原子核就
全部发生衰变。(
)
答案 ×
解析 经过一个半衰期,未发生衰变的元素,将有一半衰变,所以经过两个半
3
4
衰期,有 的元素发生衰变。
(4)通过化学反应也不能改变物质的放射性。(
)
答案 √
(5)原子核衰变、核反应过程中,电荷数、质量数、能量和动量都守恒。
元素周期表中的位置怎样变化?
要点提示 (1)当原子核发生α衰变时,原子核的质子数和中子数各减少2个。
因为α粒子是原子核内2个质子和2个中子结合在一起发射出来的。
(2)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。
知识归纳
1.衰变规律
原子核衰变时,电荷数和质量数都守恒。
(
)
答案 √
(6)利用γ射线照射种子,可以培育出优良品种。(
答案 √
)
2.放射性在技术上有很多应用,不同的放射源可用于不同目的。下表列出
了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线。
元素
钋210
氡222
锶90
铀238
射线
α
β
β
α、β、γ
半衰期
138天
3.8天
28年
4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜
粒子称为α衰变,放出β粒子称为β衰变,研究表明,碳14只放出β射线,钴60只
放出β、γ射线,镭226只放出α、γ射线。不同元素放出的射线相同吗?
要点提示 不同的放射性元素放出的射线是不同的。
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 课件
【典例2】(2011·山东高考)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：13153I→_________(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】根据质量数不变，电荷数守恒书写碘131的衰变 方程，根据剩余的碘131核的比例确定经历半衰期的个数. 【规范解答】(1)根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得 衰变方程：13153I→13154X+0-1e.(2)每经1个半衰期，有半数原 子核发生衰变，经2个半衰期将剩余1， 即有75%发生衰变，即
【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项 B C D
错误原因 将衰变次数误认为质量数 将衰变次数误认为质量数和电荷数之差 将衰变次数误认为放射性元素的核电荷数
4
经过的时间为16天. 答案:(1)13154X+0-1e (2)16
书写核反应方程应注意的三个方面 (1)放射性元素原子核的符号要书写正确,如23490Th,质量数在左 上角,电荷数在左下角. (2)两种衰变发出的粒子要牢记,α衰变为42He,β衰变为0-1e. (3)方程中间是箭头不是等号,方程两边总质量数、总电荷数相 同.
质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子.故选A.
【总结提升】放射性元素衰变的三大规律 (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.
半衰期的理解 【探究导引】 自然界中的碳主要是12C，也有少量的14C.14C具有放射性，能够 自发地进行β衰变，变成氮，半衰期为5 730年，14C的主要用 途是利用其衰变来进行年代测定.思考下列问题： (1)14C的衰变方程是怎样的？ (2)14C为什么能进行年代测定？
放射元素Be衰变周期
放射元素Be衰变周期放射性原子核的衰变是一个统计过程，所以放射性原子的数目在衰变时是按指数规律随时间的增加而减少的，称为指数衰减规律。
其中No是衰变时间t=0时的放射性核的数目，N是t时刻的放射性核的数目，λ是衰变常数，表示放射性物质随时间衰减快慢的程度。
对确定核态的放射性核素，λ是常数，它也表示单位时间该种原子核的衰变几率。
活度处于某一特定能态的放射性核在单位时间的衰变数－dN/dt，记作A。
由指数衰减规律可以看到，A=-dN/dt=λN。
放射性活度的国际单位是贝可勒尔(Bq)，它定义为每秒一次衰变，与以往放射性活度的常用单位居里(Ci)的关系是1Ci=3.7×10(10)Bq。
放射性源的放射性活度同其质量之比，称为比活度。
测量放射性活度的方法取决于射线的类型、活度的等级等，通常分为绝对测量和相对测量两大类。
绝对测量是用测量装置直接按照定义进行的测量。
在实际应用中放射源大多是β或α放射性，活度多数是微居里级的，这类放射性活度的绝对测量方法主要有小立体角法、4π计数法和符合法等三种。
相对测量是用一个已知活度的标准源与待测样品在相同条件下进行测量，根据它们计数率的比值㎡㎡和标准源的活度即可算出待测源的活度。
半衰期处于某一特定能态的放射性原子核的数目或活度衰减到原来大小的一半所需的时间，通常用符号T┩表示。
平均寿命指处于某一特定能态的放射性原子核平均生存的时间。
利用指数衰减规律,容易得到半衰期T┩同衰变常数λ或平均寿命τ的关系如下各种放射性核素的半衰期在极大的范围变化，一般说来，核素偏离β稳定线越远(见远离β稳定线的核素)，它的半衰期越短。
对于不同范围的半衰期采取不同方法测量。
对半衰期在10秒到秒范围的核素，采用直接测量N(t)的方法，利用指数衰减规律求出T┩。
对半衰期在数分钟到1～2年的核素，采用衰减跟踪法，测量探测器计数率随时间的变化,求出T┩。
对半衰期在10年以上的核素，采用放射性比度法。
αβγ衰变的规律总结
αβγ衰变的规律总结α、β和γ衰变是放射性核衰变的三种常见形式。
它们都是放射性核素自发放出粒子或电磁辐射以达到稳定态的过程。
下面对它们的规律进行总结：一、α衰变：α衰变是指放射性核素放出一个α粒子，即一个质子数为2、中子数为2的氦离子。
α衰变的规律如下：1.α衰变是对重元素而言的：α衰变一般发生在重元素中，如铀（U）系列放射性核素。
这是因为重元素的核子数较多，核内的相互作用导致核力相对较弱，不足以克服库伦斥力，因而核强力作用下核子数较多的重元素倾向于α衰变来达到稳定态。
2.生成新的原子核并释放能量：在α衰变时，原子核会变成另一个具有较小质量数和原子序数的新原子核。
同时，放出的α粒子携带正电荷和动能。
这个过程中，核质量减少，因此释放的能量与质量差相关。
3.放射性核素半衰期长：α衰变的半衰期较长，一般在数千年至几十亿年之间，例如铀-238的半衰期为44.5亿年。
这是由于其放出的α粒子相对较大，具有较高的能量状态，进一步衰变所需的时间相对较长。
二、β衰变：β衰变是指放射性核素中的一个中子衰变为质子，并释放出一个带负电荷的β粒子（可以是电子e-或正电子e+）。
β衰变的规律如下：1.β-衰变与β+衰变：β-衰变是指中子转化为质子，并释放出一个电子，例如钴-60放射性核素。
β+衰变是指质子转化为中子，并释放出一个正电子，例如氯-37放射性核素。
2.生成新的原子核并释放能量：在β衰变时，核子的数量发生改变，进一步生成具有不同质量数和原子序数的新原子核。
放出的β粒子带有电荷和动能。
同时，根据能量守恒定律，可能会产生伽马光子和可能的其他衰变产物。
3.半衰期较短：β衰变的半衰期通常较短，从几分钟到几十年不等，例如碳-14的半衰期为5730年。
这是由于β衰变涉及到较小的质量变化和粒子释放。
三、γ衰变：γ衰变是指放射性核素核外电子在跃迁时释放出γ光子，即高能量的电磁辐射。
γ衰变的规律如下：1.不改变原子核的结构：γ衰变不涉及原子核内的粒子数量变化，该过程只涉及到放出高能量的γ光子。
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放射性元素的衰变规律
放射性元素的衰变规律是一个复杂的概念，但它也可以用于科学研究和工业应用。
下面我们来学习放射性元素的衰变规律：
一，什么是放射性衰变？
放射性衰变是指放射性元素（如铀，钚，钴等）的核子在变成新的元素时会发射出能量，释放出微粒子，这种能量和微粒子的结合就叫做放射性衰变。
它按照规律衰变，即物质的稳定性会逐渐减少，因此会产生放射性衰变，而这种衰变导致的放射性微粒子也叫放射性衰变产物。
二，放射性元素衰变的类型有哪些？
放射性元素的衰变类型有放射性α衰落、β衰变和γ衰变等三种。
1、放射性α衰落
放射性α衰落是放射性元素原子的核素衰变的一种，其特点是它会失去α粒子（包含2个质子和2个中子的原子核），并伴有少量的放射性能量释放出来；它在生物系统中属于敏感性放射性，并能在很短的距离内进入生物体，受到损伤。
2、放射性β衰变
放射性β衰变是放射性元素原子核衰变的一种，它会释放β粒子，并
伴有少量的放射性能量释放出来；同α衰变一样，它也具有比较高的
放射性能量，并能产生较大的影响在生物体内。
3、放射性γ衰变
放射性γ衰变是放射性元素原子核衰变的一种，它会伴有较多的放射
性能量释放出来，但不同的是这种能量是以电磁波形式发出的。
本质
上它就是一种高能量的电磁波，用于抗拒辐射或者在放射治疗中有其
特殊作用。
三，放射性元素衰变的等离子体还原
放射性元素衰变可以利用等离子体还原技术使之恢复到非放射性元素。
这是一种发展迅速的新技术，它可以把稳定元素从放射性材料中分离
出来，并通过核反应将其转化为稳定元素。
这是一项具有重大潜在社
会价值的革新性技术，可以使相关经济活动的成本大大降低。
四，放射性元素衰变的应用
放射性衰变是一个自然发生的过程，但它也在日常生活中起到重要作用，是社会应用重要的利益相关者。
其中，它最常用来探测放射性材料，侦查盗尉犯等企业和机构中；此外，它还可以用于关键行业，例
如核能水电站，放射性治疗，能源和医疗领域等，其他方面也以被越来越多地使用，为社会发展提供了重要的保证。
总结
放射性元素的衰变规律是一个复杂的概念，它会以α衰变、β衰变和γ衰变等形式释放出微粒子，释放出放射性能量，同时也正在被越来越多地应用到关键行业中用于检测放射材料，核能水电站，放射治疗，能源和医疗领域等。
此外，可以利用等离子体还原技术使之恢复到非放射性元素，这是一项具有重大社会价值的革新性技术。