第二节放射性元素的衰变课件

第二节第二节放射性元素的衰变放射性元素的衰变人们认识原子人们认识原子核的结构就是核的结构就是从从天然放射性天然放射性开始的。开始的。原子核的衰变原子核的衰变人们如何才能观察到这些人们如何才能观察到这些射线呢？射线呢？威耳孙云室威耳孙云室观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：射线径迹 径迹的长短和粗细可以知道粒子的性质；粒子轨迹的弯曲方向可以知道粒子带电的正负 射线径迹放射性物质发出的射线有三种：放射性物质发出的射线有三种：天然放射现象天然放射现象射线射线射线射线高速氦核流高速氦核流(24He)高速电子流高速电子流(0-1e)射线射线高频电磁波（高能光子流）高频电磁波（高能光子流）天然放射线有哪几种？其性质如何？天然放射线有哪几种？其性质如何？检验检验放射性射线的电性放射性射线的电性电电+不带电的是不带电的是射线射线带正电是带正电是 射线射线带负电是带负电是 射线射线射线射线 射线 氦核流氦核流 电子流电子流高高 频频 电电 磁磁 波波 (光子流）光子流）+2e -e不不 带带电电 最强最强 较强较强 最弱最弱 0.1c 0.99c c 最弱最弱 较强较强 最强最强三种射线性质比较三种射线性质比较空空气气中的射程：中的射程：射线 5 cm 射线5 m 射线100 m 电离本领和贯穿本领之间的关系：电离本领和贯穿本领之间的关系：粒子是氦原子核，所以有很强的夺粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其他原子的核外电子的能力，但以损失取其他原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的最强的粒子，贯穿本领最弱；而粒子，贯穿本领最弱；而光子光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强。最强。衰变：一种元素经放过程变成另一种元素的现象，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。称为原子核的衰变。可用衰变方程表示。原子核发射出来原子核发射出来粒子，叫粒子，叫衰变；发射出来衰变；发射出来粒粒子，叫子，叫衰变；衰变；射线是伴随着这些衰变而产生的。射线是伴随着这些衰变而产生的。如铀如铀238238的的衰变方程：衰变方程：钍钍234的的衰变方程：衰变方程：注意：注意：一一种种元元素素只只能能发发生生一一种种衰衰变变，但但在在一一块块放放射射性性物物质质中中可可以以同同时时放放出出、和和三种射线。三种射线。元素的放射性元素的放射性与元素存在的与元素存在的状态状态无关，无关，放射性表明原子核是有内部结构的。放射性表明原子核是有内部结构的。原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数电荷数和质量数都守恒都守恒 衰变：衰变：衰变：衰变：说明：说明：1.1.中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号；2.2.是质量数守恒，不是质量守恒是质量数守恒，不是质量守恒;3.3.方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。规律：规律：衰衰变变方方程程衰变规律（通式）：衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。辐射不引起原子核衰变。如：衰变发射一个氦核新核：质量数减4，电荷数减2在元素周期表中前移2位（核内（核内）衰变：新核的质量数减少，衰变：新核的质量数减少，新核电荷数减少，新核电荷数减少，在元素周期表中向前移两位；在元素周期表中向前移两位；衰变：新核的质量数不变，衰变：新核的质量数不变，核电荷数增加核电荷数增加1个，个，在元素周期表中向后移一位在元素周期表中向后移一位一个一个粒子与一个氦原子核相同，两者质粒子与一个氦原子核相同，两者质量数和核电荷数相同。量数和核电荷数相同。核内放出电子原因：中子转化成质子和电子思思考考：(铀铀)要要经经过过几几次次衰衰变变和和衰衰变变，才才能能变变为为 (铅铅)？它它的的中中子子数减少了多少？数减少了多少？8 8次次 衰变，衰变，6 6次次 衰变，衰变，中子数减少中子数减少 22 22个个.半衰期半衰期:原子核数目因衰变减少到原来的一原子核数目因衰变减少到原来的一半所需的时间称为该元素的半衰期。半所需的时间称为该元素的半衰期。记为记为T1/2每种放射性元素都有其特定的半衰期，由几每种放射性元素都有其特定的半衰期，由几微秒到几百万年不等微秒到几百万年不等,如氡如氡222的半衰期的半衰期3.8天，铀天，铀238的半衰期长达的半衰期长达4.5109年。年。对任何一个放射性元素，它发生衰变的精确对任何一个放射性元素，它发生衰变的精确时刻是不能预知的。时刻是不能预知的。经过n个半衰期(T1/2)其剩余的质量为：质量与原子个数相对应，经过n个半衰期后剩余的粒子数为：公式：公式：对一定量的某种放射性元素，有些核先衰变，有些对一定量的某种放射性元素，有些核先衰变，有些核后衰变，每个核的存活时间是不一样的。核后衰变，每个核的存活时间是不一样的。放射性核素的平均存活时间称为平均寿命记为放射性核素的平均存活时间称为平均寿命记为。根据放射性衰减规律，半衰期与平均寿命之间的关根据放射性衰减规律，半衰期与平均寿命之间的关系为：系为：T1/2=0.693 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 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Attention！考古学家确定古木年代的考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为方法是用放射性同位素作为“时钟时钟”，来测量漫长的时，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴间，这叫做放射性同位素鉴年法年法练练习习1 1、关关于于、三三种种射射线线，下下列列说说法中正确的是（法中正确的是（）A A、射射线线是是原原子子核核自自发发射射出出的的氦氦核核，它它的的电电离作用最弱离作用最弱B B、射射线线是是原原子子核核外外电电子子电电离离形形成成的的电电子子流流，它具有中等的贯穿能力它具有中等的贯穿能力C C、射射线线一一般般伴伴随随着着或或射射线线产产生生，它它的的贯穿能力最强贯穿能力最强D D、射线是电磁波，它的电离作用最强射线是电磁波，它的电离作用最强C C练练习习2 2：如如图图所所示示，P P为为放放在在匀匀强强电电场场中的天然放射源，其放出的射线在电中的天然放射源，其放出的射线在电场场的的作作用用下下分分成成a a、b b、c c三三束束，以以下下判断正确的是（判断正确的是（）BCBCA A、a a为为射线，射线，b b为为射线射线B B、a a为为射线，射线，b b为为射线射线C C、b b为为射线，射线，c c为为射线射线D D、b b为为射线，射线，c c为为射线射线-+c cb ba aP P练习练习3 3：由原子核的衰变规律可知：由原子核的衰变规律可知()()CA A放放射射性性元元素素一一次次衰衰变变可可同同时时产产生生射射线线和和射线射线B B放放射射性性元元素素发发生生衰衰变变时时，新新核核的的化化学学性性质不变质不变C C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D D放放射射性性元元素素发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数不变，核电荷数增加数不变，核电荷数增加1 1练习练习4 4：某原子核：某原子核A A的衰变过程为的衰变过程为A A B B C,C,下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A、核、核A A的质量数减核的质量数减核C C的质量数等于的质量数等于5;5;B B、核、核A A的中子数减核的中子数减核C C的中子数等于的中子数等于2;2;C C、核、核A A的中性原子中的电子数比原子核的中性原子中的电子数比原子核B B的的中性原子中的电子数多中性原子中的电子数多1;1;D D、核、核A A的质子数比核的质子数比核C C的质子数多的质子数多1 1。D D练练习习5 5：一一块块氡氡222222放放在在天天平平的的左左盘盘时时，需在天平的右盘加需在天平的右盘加444g444g砝码，天平砝码，天平才才能能处处于于平平衡衡，氡氡222222发发生生衰衰变变，经经过过一一个个半半衰衰期期以以后后，欲欲使使天天平平再再次次平平衡衡，应应从从右右盘盘中中取取出出的的砝砝码码为为（）A A222g B222g B8g8gC C2g D2g D4g4gD D练习练习6 6：在垂直于纸面的匀强磁场中，有：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。的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（由图可以判定（）A A、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变B B、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变C C、磁场方向一定垂直于、磁场方向一定垂直于纸面向里纸面向里D D、不能判定磁场方向向、不能判定磁场方向向里还是向外里还是向外abBD 练习练习7 7：静止在匀强磁场中的某放射性元：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个素的原子核，当它放出一个粒子后，其粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和粒子和反冲核轨道半径之比为反冲核轨道半径之比为4444：1 1，如图所示：，如图所示：则（则（）A A、粒子与反冲粒子的动粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反量大小相等，方向相反B B、原来放射性元素的原子核、原来放射性元素的原子核电荷数为电荷数为9090C C、反冲核的核电荷数为、反冲核的核电荷数为8888D D、粒子与反冲核的速度之粒子与反冲核的速度之比为比为1 1：8888R1R2ABC静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后1 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反方向相反2 2、粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆 粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆小结：小结：结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日