原子核的衰變

原子核的衰變、原子核的人工轉(zhuǎn)變天然放射現(xiàn)象1、1896年，法國物理學(xué)家貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象。物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)叫做放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象。例：鈾或含鈾的礦物質(zhì)，針、鐳等都是天然放射性物質(zhì)。注意：天然放射性并不是少數(shù)元素才具有的，原子序數(shù)大于或等于83的天然元素都具有放射性，24 30原子序數(shù)小于83的天然元素，也有一些具有放射性。例："Na,HP等。天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，打開了人們認(rèn)識原子核內(nèi)部世界的窗口，它不僅使人類認(rèn)識到原子核也是具有結(jié)構(gòu)的，而且告訴人們原子核可以自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核。2、三種射線的本質(zhì)和特性:名稱組成速度穿透本領(lǐng)電離作用a射線43He粒子流0.1c很弱很強°射線0Te電子流0.99c較強較弱y射線光子c最強很弱注意：當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時，各種原子核中有的放射a射線，有的放射。射線，同時伴隨Y射線，這時在放射性中就會同時有a、°、y三種射線。a、°、y粒子都是從原子核里放射出來的，但不能認(rèn)為這三種粒子就是原子核的組成部分。2、放射性元素的衰變衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓性雍说乃プ?。三個守恒：衰變過程遵守質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒和能量守恒的規(guī)律。M 4 孩景7?：|七％TOC\o"1-5"\h\za衰變：衛(wèi)X一口Y+』He例：92 30 2M 0°衰變：，X—^Y+Te半衰期：是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變的時間。1 ￡ ] ￡計算公式：N=N0(')n，式中n=' 或m=m0()n，式中n=『N(m)為放射性元素在幾個半衰期后的原子核個數(shù)(質(zhì)量)。N0(m0)為放射性元素的初始原子核數(shù)(質(zhì)量)，n為半衰期的倍數(shù)。注意：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部本身的因素決定的，而跟原子所處的物理狀態(tài)（溫度、壓強、速度、受力等）和化學(xué)狀態(tài)（單質(zhì)、化合物等）無關(guān)。放射性元素的衰變規(guī)律是統(tǒng)計規(guī)律，只適用于含有大量原子的樣品（對有限數(shù)核不適用，不能由半衰期推算放射性樣品完全衰變的時間）。（二）、原子核的人工轉(zhuǎn)變1、 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：早在1915年，盧瑟福的學(xué)生馬斯登就觀察到了用a粒子轟擊氮氣時會產(chǎn)生長射程粒子，一種可能的解釋是這種粒子是氫核，因為這里是用a粒子轟擊氮時常常出現(xiàn)的現(xiàn)象。盧瑟福沒有輕易作出結(jié)論，而是耐心地進行實驗研究，以便弄清那些粒子到底是氮核、氦核還是氫核，實驗要在熒光屏前觀察和設(shè)計微弱的閃爍，條件是相當(dāng)艱苦的，經(jīng)過了三年多的時間，在1919年夏，他才總結(jié)了a粒子與氮原子的碰撞現(xiàn)象，對氮原子核的人工轉(zhuǎn)變作了無可置疑的結(jié)論。其核反應(yīng)14 4 17 1方程是：'N+衛(wèi)He—$O+】H2、 中子的發(fā)現(xiàn)：1920年，盧瑟福預(yù)言：可能有一種質(zhì)量與質(zhì)子相近的不帶電的中性粒子存在，他把這種粒子叫中子。在中子發(fā)現(xiàn)之前，擺在物理學(xué)家們面前的問題是：要么a粒子轟擊鈹發(fā)出的是Y光子，它在跟質(zhì)子的碰撞中能量和動量不再守恒；要么a粒子轟擊鈹發(fā)出的射線不是Y光子而是一種新粒子。在約里奧?居里夫婦的實驗中，中子已經(jīng)出現(xiàn)了，但他們不能識別它。查德威克運用了能9 4量和動量守恒定律，科學(xué)地分析了實驗結(jié)果，終于發(fā)現(xiàn)了中子。發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是：：Be+3L21He提C+°n中子不帶電荷，它與各種物質(zhì)粒子不發(fā)生靜電作用，很容易接近甚至打進原子核。3、 原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，質(zhì)子帶一個單位的正電荷，中子不帶電，質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等，都等于一個質(zhì)量單位，所以原子核的電荷數(shù)就等于它的質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)就等于它的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子，它們核外的電子數(shù)也相同，因而有相同的化學(xué)性質(zhì)，屬于同一種元素，但它們的中子數(shù)可以是不同的，這些具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱為同位素。注意：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子互稱同位素：同種元素的不同的同位素在元素周期表上具有相同的位置（原子序數(shù)相同），他們的核電荷數(shù)相同，具有相同的化學(xué)性質(zhì)：同一種元素的多種同位素中，有穩(wěn)定的，也有不穩(wěn)定的，不穩(wěn)定的同位素會自發(fā)地放出a粒子、0粒子而衰變?yōu)閯e種元素，這種不穩(wěn)定的同位素就叫放射性同位素，四十多種元素具有天然放射性同位素，各種元素都有人工放射性同位素。（三）、放射性同位素及其應(yīng)用1、 用中子、質(zhì)子、氚核、a粒子或y光子轟擊原子核都可制取放射性同位素，氚核裂變的產(chǎn)物也有放射性同位素。例：用a粒子轟擊鋁27：27 4 30 1口Al+，He—2P+%得到的磷30具有放射性30 30 0ijp—14Si+4】e放出正電子2、 應(yīng)用利用放射性同位素的射線A、