放射性元素的衰變課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第2節(jié)

放射性元素的衰變第五章原子核在古代，不論是東方還是西方，都有一批人追求“點(diǎn)石成金”之術(shù)，他們?cè)噲D利用化學(xué)方法將一些普通的礦石變成黃金。當(dāng)然，這些煉金術(shù)士的希望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過(guò)程嗎？1.了解原子核的衰變，會(huì)正確書寫衰變方程。2.知道半衰期及其統(tǒng)計(jì)意義。3.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程。4.知道放射性同位素及其應(yīng)用，知道射線的危害及防護(hù)。知識(shí)點(diǎn)一：原子核的衰變?chǔ)了プ儯悍懦靓亮Ｗ拥乃プ?，如β衰變：放出β粒子的衰變，?/p>

2.種類：

4.本質(zhì)：

元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無(wú)關(guān)，放射性表明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。說(shuō)明：原子核發(fā)生衰變時(shí)，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。3.規(guī)律：

說(shuō)明：(1)中間用單箭頭，不用等號(hào)；(2)是質(zhì)量數(shù)守恒，不是質(zhì)量守恒;(3)方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能杜撰。

原子核的能量也跟原子的能量一樣，其變化是不連續(xù)的，也只能取一系列不連續(xù)的數(shù)值，因此也存在著能級(jí)，同樣是能級(jí)越低越穩(wěn)定。

5.注意：

1.原子核23892U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?3490Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?3491Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?3492U，放射性衰變①②③依次為（）A.α衰變、β衰變和β衰變 B.β衰變、α衰變和β衰變C.β衰變、β衰變和α衰變 D.α衰變、β衰變和α衰變練一練A知識(shí)點(diǎn)二：半衰期1.意義：表示放射性元素衰變快慢的物理量2.定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間3.物理意義：表示放射性元素本身衰變快慢的物理量。不同元素的半衰期不同，有的差別很大。例如：氡222衰變?yōu)獒?18的半衰期為3.8天鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1620年鈾238衰變?yōu)殁Q234的半衰期長(zhǎng)達(dá)4.5×109年

3.公式：

注意：(1)半衰期的長(zhǎng)短由原子核內(nèi)部自身的因素決定，跟所處的化學(xué)狀態(tài)（如單質(zhì)、化合物）和外部條件（如溫度和壓強(qiáng)）都沒(méi)有關(guān)系。(2)半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用，對(duì)少數(shù)原子核是不適用的。

練一練B知識(shí)點(diǎn)三：核反應(yīng)衰變是原子核的自發(fā)變化，科學(xué)家更希望衛(wèi)控制原子核的變化。1.盧瑟福用α粒子轟擊氮核分叉情況表明，α粒子擊中氮核后，生成一個(gè)新核，同時(shí)放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長(zhǎng)。根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知新核放出質(zhì)子后變成了氧核。

說(shuō)明：(1)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒。(2)核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化。用α粒子、中子等去轟擊其它元素的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說(shuō)明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程?！朔磻?yīng)2.

1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程

中子不帶電，質(zhì)量同α粒子相當(dāng)，用它去轟擊原子核，不受庫(kù)侖力的影響，是研究原子核的強(qiáng)有力的“炮彈”。人們用它轟擊各種原子核，獲得了許多人工放射性同位素，用它轟開鈾核，實(shí)現(xiàn)了原子能的利用。知識(shí)點(diǎn)四：放射性同位素及其應(yīng)用

有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。

說(shuō)明：(1)這是人類第一次發(fā)現(xiàn)正電子。(2)沒(méi)有特殊說(shuō)明，電子均指負(fù)電子由此而榮獲1935年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

1.人工放射性同位素和天然放射性同位素相比的優(yōu)點(diǎn)：放射強(qiáng)度容易控制半衰期短，廢料易處理可制成各種所需形狀現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中一般使用人工放射性同位素(1)利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。(2)由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀。(3)利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電。(4)利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等。2.放射性同位素的應(yīng)用：射線測(cè)厚儀

培優(yōu)、保鮮經(jīng)照射未經(jīng)照射經(jīng)照射未經(jīng)照射棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較多的磷肥，利用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，被植物吸收，然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，就可知道什么時(shí)候磷的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等。示蹤原子人體甲狀腺的工作需要碘，碘被吸收后聚集在甲狀腺內(nèi)。給人注射碘的放射性同位素碘131，在頸部底部的甲狀腺（紅色，部分被遮蔽）被放射性示蹤劑碘131高亮著色。定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的疾病。1.關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用下列說(shuō)法中正確的有（）A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到了消除有害靜電的目的B.利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D.用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害練一練BD知識(shí)點(diǎn)五：輻射與安全人類從來(lái)就生活在有放射性的環(huán)境之中。例如，宇宙的射線；日常用品中夜光表上的熒光粉就含有放射性物質(zhì)；水晶眼鏡片中含有鉀40；體檢時(shí)還會(huì)做X射線透視，這更是劑量比較大的照射。輻射強(qiáng)度在安全劑量之內(nèi)的輻射對(duì)我們沒(méi)有傷害。過(guò)量的射線對(duì)人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對(duì)細(xì)胞核的破壞，有時(shí)不會(huì)馬上察覺(jué)。輻射的防護(hù)的基本方法：(1)距離防護(hù)——就是要盡可能遠(yuǎn)離射線源(2)時(shí)間防護(hù)——就是要盡量減少可能受到照射的時(shí)間(3)屏蔽防護(hù)——就是在射線源的周圍設(shè)置能夠吸收或阻擋射線的屏蔽物體，以盡可能減弱射線的強(qiáng)度與能量(4)儀器監(jiān)測(cè)——要配置適當(dāng)?shù)膭┝繙y(cè)量設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，特別是加強(qiáng)對(duì)核電站等有放射源的區(qū)域周邊