第五章　2　放射性元素的衰變

DIWUZHANG第五章2放射性元素的衰變1.知道什么是α衰變和β衰變，能運(yùn)用衰變規(guī)律寫出衰變方程(重點(diǎn))。2.知道半衰期的概念和半衰期的統(tǒng)計意義，能利用半衰期公式進(jìn)行簡單計算(重難點(diǎn))。3.知道核反應(yīng)及其遵循的規(guī)律，會正確書寫核反應(yīng)方程(重點(diǎn))。4.知道放射性同位素，了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和防護(hù)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)一、原子核的衰變二、半衰期三、核反應(yīng)課時對點(diǎn)練四、放射性同位素及其應(yīng)用輻射與安全

內(nèi)容索引原子核的衰變一

α粒子β粒子減少4減少2

不變加1電荷數(shù)

質(zhì)量數(shù)如圖為α衰變、β衰變示意圖。思考與討論(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？答案

原子核發(fā)生α衰變時，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2。思考與討論(2)當(dāng)原子核發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對原來的原子核在元素周期表中的位置怎樣變化？答案

原子核發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)增加1，新核在元素周期表中的位置向后移動一位。思考與討論(3)原子核中沒有電子，β衰變中的電子來自哪里？

例1答案8次α衰變和6次β衰變

答案10

22

總結(jié)提升

總結(jié)提升(2)技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因為β衰變的次數(shù)多少對質(zhì)量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。返回半衰期二放射性同位素衰變的快慢有一定的規(guī)律。例如氡222經(jīng)過α衰變成為釙218。如圖所示，橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示任意時刻氡的質(zhì)量m與t=0時的質(zhì)量m0的比值。通過觀察，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？答案

每過3.8d就有一半的氡發(fā)生了衰變。1.定義：放射性元素的原子核有

發(fā)生衰變所需的時間。2.特點(diǎn)：(1)不同的放射性元素，半衰期

，甚至差別非常大。(2)放射性元素衰變的快慢是由

決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。3.適用條件：半衰期描述的是

，不適用于少數(shù)原子核的衰變。梳理與總結(jié)半數(shù)不同核內(nèi)部自身的因素統(tǒng)計規(guī)律

梳理與總結(jié)1.放射性元素衰變有一定的速率。鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1620年，有人說：20g鐳226經(jīng)過1620年有一半發(fā)生衰變，鐳226還有10g，再經(jīng)過1620年另一半鐳226也發(fā)生了衰變，鐳226就沒有了。這種說法對嗎？為什么？思考與討論答案

不對。經(jīng)過第二個1620年后鐳226還剩5g。

答案

不正確。半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，不適用于少數(shù)原子核的衰變。

例2√√由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知Y為正電子，故A錯誤；衰變過程質(zhì)量數(shù)守恒，故B正確；半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無關(guān)，故C正確；26Al半衰期為72萬年，則經(jīng)過72萬年有一半的26Al發(fā)生衰變，再過72萬年剩余一半的26Al的二分之一發(fā)生衰變，即經(jīng)過144萬年總計四分之三的26Al發(fā)生衰變，故D錯誤。返回核反應(yīng)三1.核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生

或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程。(1)條件：用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。(2)實(shí)質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變。新原子核

質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變有什么不同？思考與討論答案

衰變是具有放射性的不穩(wěn)定核自發(fā)進(jìn)行的變化，原子核的人工轉(zhuǎn)變是用α粒子、質(zhì)子、中子或γ光子轟擊原子核發(fā)生的變化。

例3

答案發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程答案發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程

總結(jié)提升書寫核反應(yīng)方程時要注意1.質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；2.中間用箭頭，不能寫成等號；3.核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中，一般會發(fā)生質(zhì)量的變化。返回放射性同位素及其應(yīng)用輻射與安全四1.放射性同位素(1)定義：具有

的同位素。(2)類型：

放射性同位素和

放射性同位素。(3)與天然放射性物質(zhì)相比，人工放射性同位素的資源

，放射強(qiáng)度容易

，半衰期比較

，因此放射性廢料容易

，獲得了廣泛的應(yīng)用。放射性天然人工豐富控制短處理2.應(yīng)用：(1)射線測厚儀：工業(yè)部門使用放射性同位素發(fā)出的射線來測厚度。(2)放射治療：利用放射性同位素發(fā)出的射線破壞癌細(xì)胞組織。(3)培優(yōu)、保鮮：利用放射性同位素放出的射線照射種子培育優(yōu)良品種等。(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素替換非放射性的同位素后可以探測出原子到達(dá)的位置。3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組織有

作用。要防止

對水源、空氣、用具等的污染。破壞放射性物質(zhì)

放射性同位素在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，下列關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)的說法不正確的是A.利用γ射線照射食品，可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，延長保質(zhì)期B.利用示蹤原子可以研究生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能C.利用射線的貫穿作用，可以制成射線測厚裝置D.放射治療利用了射線對病灶細(xì)胞的電離作用例4√放射治療利用了射線對病灶細(xì)胞的破壞作用，故A、B、C正確，D錯誤。返回課時對點(diǎn)練五考點(diǎn)一原子核的衰變1.(2023·新鄉(xiāng)市模擬)下列有關(guān)原子核衰變的說法正確的是A.α粒子就是氦原子B.β射線來自原子內(nèi)層電子C.γ射線是原子內(nèi)層電子躍遷時發(fā)射的電磁波D.放射性物質(zhì)發(fā)出的射線可能同時具有α、β、γ射線123456789101112基礎(chǔ)對點(diǎn)練√123456789101112α粒子是由兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合在一起產(chǎn)生的，即氦原子核，故A錯誤；β射線是原子核內(nèi)部的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子產(chǎn)生的，故B錯誤；γ射線是原子核受激躍遷時發(fā)射的波長極短的電磁波，故C錯誤；當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ射線輻射，故D正確。

123456789101112√123456789101112根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X和Y都是電子，是原子核中的中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子和一個電子，質(zhì)子留在核中而電子從核中跑出來就是β粒子，故A錯誤；衰變過程中始終遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，故B正確；X和Y都是電子，原子核是由質(zhì)子和中子組成的，電子不是組成原子核的基本粒子，故C錯誤；半衰期與溫度無關(guān)，只由原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與其他因素?zé)o關(guān)，高溫烹煮不能消除核輻射，故D錯誤。

123456789101112√123456789101112

123456789101112√123456789101112

123456789101112√123456789101112

123456789101112√√123456789101112

123456789101112√123456789101112

考點(diǎn)四放射性同位素及其應(yīng)用8.放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、工業(yè)等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)放射線應(yīng)用的說法中正確的是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，也能進(jìn)行人體的透視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射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的

傷害123456789101112√123456789101112利用放射線消除有害靜電是利用α射線的電離性，使空氣分子電離成導(dǎo)體，將靜電導(dǎo)出，故A錯誤；利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，γ射線對人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來人體透視，故B錯誤；DNA變異并不一定都是有益的，也有有害的一面，故C錯誤；γ射線對人體細(xì)胞傷害太大，在用于治療腫瘤時要嚴(yán)格控制劑量，故D正確。9.我國科學(xué)家在1965年9月首先用人工方法合成了牛胰島素。為了證明人工合成的牛胰島素與天然的是否為同一物質(zhì)，在人工合成牛胰島素過程中摻了放射性14C，然后將人工合成的牛胰島素與天然的混合得到了放射性14C分布均勻的結(jié)晶物，從而證明了兩者是同一物質(zhì)，為我國在國際上首先合成具有生物活性牛胰島素提供了有力證據(jù)。在人工合成過程中摻入放射性14C的作用是A.催化劑 B.媒介質(zhì)C.組成元素 D.示蹤原子123456789101112√123456789101112用放射性同位素代替非放射性同位素來制成各種化合物，再用儀器探測“