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19.2放射性元素的衰变课件


第十九章

原子核

2. 放射性元素的衰变

2013-7-11

一、衰变 1.定义: 原子核放出 α粒子或 β粒子转 变为新核的变化叫做原子核的衰变 2.种类: α衰变:放出α粒子的衰变,如
238 92

U?

234 90

r />Th ? He
4 2

β衰变:放出β粒子的衰变,如
234 90
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Th ?

234 91

Pa ?

0 ?1

e

3.规律:原子核发生衰变时,衰变前后的电
衰 A 变 α衰变: Z X 方 β衰变: A X 程 Z 说明:
1. 中间用单箭头,不用等号;
2. 是质量数守恒,不是质量守恒;
2013-7-11 3. 方程及生成物要以实验为基础,不能杜撰。

荷数和质量数都守恒.

?

A? 4 Z ?2

Y ? He
4 2

?

A Z ?1

Y? e
0 ?1

4. 本质: α衰变:原子核内少两个质子和两个中子 β衰变:原子核内的一个中子变成质子,
同时放出一个电子

γ射线的产生: γ射线经常是伴随着α射 线和β射线产生的,没有γ衰变。 说明: 元素的放射性与元素存在的状态无关, 放射性表明原子核是有内部结构的。
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5.注意: 一种元素只能发生一种衰变,但在 一块放射性物质中可以同时放出α、β 和γ三种射线。
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U?

234 90

Th ? He
4 2

234 90
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Th ?

234 91

Pa ?

0 ?1

e

二、半衰期(T)

1.意义: 表示放射性元素衰变快慢的物理量
2.定义:放射性元素的原子核有半数发生 衰变所需的时间 不同的放射性元素其半衰期不同. 3.公式:
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1 1 N ? N 0 ( ) ; m ? m0 ( ) 2 2

t T

t T

注意: (1)半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的,与原子所处的物理、化学状 态无关 (2)半衰期是一个统计规律,只对大量的 原子核才适用,对少数原子核是不适用 的.
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考古学家确定古木年代的方法是用放射性 同位素作为“时钟”,来测量漫长的时间, 这叫做放射性同位素鉴年法.

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练习1:关于α、β、γ三种射线,下列说法 C) 中正确的是(

A、α射线是原子核自发射出的氦核,它的电
离作用最弱

B、β射线是原子核外电子电离形成的电子
流,它具有中等的贯穿能力

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生,它的
贯穿能力最强
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D、γ射线是电磁波,它的电离作用最强

练习2:如图所示,P为放在匀强电场 中的天然放射源,其放出的射线在电 场的作用下分成a、b、c三束,以下判 BC ) 断正确的是(
A、a为α射线,b为β射线

+ B、a为β射线,b为γ射线
C、b为γ射线,c为α射线
D、b为α射线,c为γ射线
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b c

-

a
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 C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D.放射性元素发生正电子衰变时,新核质量
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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 下列说法正确的是

β

B

α

C,



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。
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思考: U (铀)要经过几次α衰变和β 206 衰变,才能变为 82 Pb (铅)?它的中子数 减少了多少?

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8次 α衰变,6次 β衰变,
中子数减少 22个.
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例2:一块氡222放在天平的左盘时,需在 天平的右盘加444g砝码,天平才能处于平 衡,氡222发生α衰变,经过一个半衰期 以后,欲使天平再次平衡,应从右盘中取 出的砝码为 ( ) D A.222g C.2g
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B.8g D.4g

练习5: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
B、该核发生的是β衰变

b

C、磁场方向一定垂直于纸面向里
D、不能判定磁场方向向里还是向外
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练习6:静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子 核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方 向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44: 1,如图所示:则(ABC )
A、 α粒子与反冲粒子的动
量大小相等,方向相反

×

×

×
×

B、原来放射性元素的原子核
电荷数为90

R× 1 ×
×
×

R2

×
×

×
×

×
×

×
×

C、反冲核的核电荷数为88
D、α粒子与反冲核的速度之
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比为1:88

小结:
静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等, 方向相反 2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆 β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆
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