1、第三节 放射性衰变第三章 核 能目标导航1.知道伦琴射线的产生、作用和应用2知道天然放射现象，知道、三种射线的实质3知道三种射线在磁场和电场中偏转的特点和判断方法新知初探自学导引 一、放射性衰变1.衰变：原子核放出_粒子或_粒子后，变成新的原子核，称为原子核的衰变放出粒子的，称为衰变；放出粒子的，称为衰变原子核衰变前后电荷数和质量数都_守恒2.衰变规律(1)衰变的一般方程为：AZXA4Z2Y42He，每发生一次 衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减_，质量数减_(2)衰变的一般方程为AZX AZ1Y 01e，每发生一次 衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数加_，质量数_(3)衰变是伴随 衰变
2、、衰变同时产生的，发射 射线只是改变原子核的能量状态，而不改变原子核的_和_241不变电荷数质量数3.半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需要的时间，表示放射性元素衰变的快慢 半数(2)决定因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核本身的性质决定的，与存在形式无关，对它加压、加热等都不能改变半衰期(3)半衰期是一种统计规律，对于_原子核来说不适用少数二、放射性的应用1.放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素2.放射性的应用：主要有二个方面，分别是(1)利用其射线；(2)作为示踪原子三、放射性污染和防护 过量的射线对人体组织有_作用，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，
3、同时要防止放射性物质对空气、水源、用具等的_破坏污染想一想放射线对人体和生物有哪些危害？如何防护？提示：过量的射线对人体或生物的危害是对组织的破坏，这种破坏往往是对细胞的破坏，并且不会马上察觉在使用放射性同位素时必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时要防止放射性物质对空气、水源、用具的污染为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施，例如，在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄；用过的核废料要放在很厚的重金属箱内，并埋在深海里在生活中对那些可能有放射性的物质要有防范的意识，尽可能远离放射源要点探究讲练互动 原子核的衰变1.天然放射现象说明原子核具有复杂的结构
4、原子核放出粒子或粒子，并不表明原子核内有粒子或粒子(粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在)，放出后“就变成新的原子核”，这种变化称为原子核的衰变2.两个重要的衰变23892U23490Th42He.23490Th23491Pa 01e.说明：(1)核反应中遵循质量数守恒规律而不是质量守恒规律，衰变过程中质量亏损而释放出核能(2)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生 衰变，有的发生 衰变，同时伴随着 衰变3.粒子和 粒子衰变的实质在放射性元素的原子核中，2 个中子和 2 个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的 衰变现象原子核里虽然没有
5、电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是 衰变23892U 核经一系列的衰变后变为20682Pb 核，问：(1)一共经过几次 衰变和几次 衰变？(2)20682Pb 与23892U 相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程例1【思路点拨】(1)可根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒求解；(2)根据每发生一次 衰变原子核的质子数和中子数均少 2，每发生一次 衰变原子核的中子数少 1，质子数多 1 来推算；(3)根据(1)的解答结果写方程【精讲精析】(1)设23892U 衰变为20682Pb 经过 x次 衰变和 y 次 衰变.由质量数守恒和
6、电荷数守恒可得 2382064x，92822xy.联立解得 x8，y6.即一共经过 8 次衰变和 6 次 衰变.(2)由于每发生一次 衰变质子数和中子数均减少 2，每发生一次 衰变中子数减少 1，而质子数增加1，因此20682Pb较23892U质子数少了10，中子数少了 22.(3)核反应方程为：23892U20682Pb842He6 01e.【答案】见精讲精析【方法总结】写核反应方程的基本原则是质量数守恒和电荷数守恒依据这两个原则列方程就可确定衰变和衰变的次数根据每发生一次衰变新核的质子数和中子数均比原来的核少2，每发生一次衰变中子数少1，质子数多1，就可计算多次衰变后的核与原来核的质子数和
7、中子数的差值；也可根据其核电荷数和核质量数进行推算变式训练 1.(2012朝阳区高二期中)下列核反应方程中属于 衰变的是()A.23592U10n14456Ba8936Kr310nB.13153I13154Xe 01eC.42He147N178O11HD.23892U23490Th42He答案：B半衰期1.放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡 222经 衰变后变成钋 218，发现经过 3.8 天后，有一半氡发生了衰变，再经过 3.8 天后，只剩下四分之一的氡，再经 3.8 天后，剩下的氡为原来的八分之一；镭 226 变为氡 222 的半衰期是 1620年不同元素的半衰期是不一样的2.公式：用
8、表示半衰期，m0 与 N0 表示衰变前的质量和原子核数，m 和 N 表示衰变后的质量和原子核数，n 表示半衰期数，则mm02nm02 t，NN02nN02 t.3.影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部的因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关4.规律理解：半衰期是个统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核是没有意义的某一个原子核何时发生衰变，是不可知的14C 是一种半衰期为 5568 年的放射性同位素若考古工作者探测到某古树中 14C 的含量为原来的14，则该古树死亡时间距今大约()A22272 年 B11136 年C5568 年D2784 年例
9、2【精讲精析】由剩下物质质量计算公式得出m(12)nM，由题设条件，得M4(12)nM，n2，所以该古树死亡时间应该为2个 14C的半衰期，即 t25568 年211136 年，故正确答案为 B.【答案】B变式训练2.一块含铀的矿石质量为 M，其中铀元素的质量为 m.铀发生一系列衰变，最终生成物为铅已知铀的半衰期为 T，那么下列说法中正确的有()A经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变C经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8D经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2解析：选C.经过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该还有m/4，经过三个半衰期后还剩m/8.因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变本题选C.