放射性衰变能级.docx

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1、2.放射性衰变学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是放射性及放射性元素(重点 )2知道三种射线的本质和特性(重点、难点 )3知道原子核的衰变和衰变规律(重点 )4知道什么是半衰期 (重点 )天 然 放 射 性 和 衰 变 先填空 1天然放射现象的发现(1)天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象(2)放射性：物质放出射线的性质，叫做放射性(3)放射性元素：具有放射性的元素，叫做放射性元素(4)天然放射现象的发现：1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射现象2三种射线图 3-2-1如图 3-2-1 所示，让放射线通过强磁场，在磁场的作用下，放射线能分成3束，这表明有 3 种射线，且它

2、们电性不同带正电的射线向左偏转，为 射线；带负电的射线向右偏转，为 射线；不发生偏转的射线不带电，为 射线3放射性衰变(1)定义：放射性元素自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象叫做放射性衰变(2)衰变形式：常见的衰变有两种，放出 粒子的衰变为 衰变，放出 粒子的衰变为 衰变，而 射线是伴随 射线或 射线产生的(3)衰变规律A4A4衰变： Z X 2HeZ2 Y.第 1页A0A衰变： ZX 1e Z 1Y.在衰变过程中，电荷数和质量数都守恒 再判断 1放射性元素的放射性都是自发的现象()2射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速 ()3原子核发生 衰变时，核的质子数减少2，而质

3、量数减少 4.()4原子核发生 衰变时，原子核的质量不变( )5原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒( ) 后思考 如图 3-2-2 是放射性物质放出的射线垂直经过磁场的情形，射线为什么会分成三束？图 3-2-2【提示】三种射线的带电情况各不相同，它们在磁场中所受洛伦兹力情况不同，故可分成三束1、射线性质、特征比较射线种类组成速度贯穿本领电离作用射线粒子是氦原子核412约10c很小，一张薄纸就能挡住很强He射线粒子是高速电子流接近很大，能穿过几毫米厚的较弱0c铝板1e射线波长很短的电磁波等于最大，能穿过几厘米厚的很小c铅板2.三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较(1)在匀强磁场中， 射线偏转

4、半径较大， 射线偏转半径较小， 射线不偏转，如图 3-2-3 所示图 3-2-3(2)在匀强电场中， 射线偏离较小， 射线偏离较大， 射线不偏离，如图所示3衰变第 2页(1)衰变方程AA44衰变： Z X Z 2 Y 2HeAA0衰变： ZX Z 1Y 1e(2) 衰变和 衰变的实质114衰变： 20n21H 2He110衰变： 0n 1H 1e(3)衰变次数的计算方法A次 衰变和 m 次 衰变后，变成稳定的新元素A设放射性元素 ZX 经过 nZY ，则衰变方程为AA40ZX ZY n2He m1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程AA4n，ZZ2nm.以上两式联立解得nA AA A4，m2Z

5、Z.1 ( 多选 ) 天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是()A 一张厚的黑纸能挡住射线，但不能挡住射线和 射线B某原子核在放出射线后会变成另一种元素的原子核C三种射线中 射线的穿透能力最强D粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子【解析】由三种射线的本质和特点可知，射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住 射线和 射线，故 A 正确；射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核，三种射线中射线的穿透能力最强，故C 正确， B 错误；粒子是电子，来源于原子核，故D 正确【答案】ACD2如图 3-2-4 所示，放射性元素镭释放出 、 、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，

6、其中 _是 射线， _是 射线， _是 射线 .【导学号： 22482037】第 3页图 3-2-4【解析】由放射现象中射线带正电， 射线带负电， 射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知 是 射线， 是 射线【答案】、3一置于铅盒中的放射源发射出的、和 射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场进入电场后，射线变为a、b 两束，射线 a 沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图3-2-5 所示，则图中的射线 a 为_射线，射线 b 为 _射线图 3-2-5【解析】在三种射线中， 射线带正电，穿透能力最弱，射线不带电，穿透能力最强， 射线带负电，穿透能力一般，综上所述，

7、结合题意可知，a 射线应为 射线， b 射线应为 射线【答案】 4(多选 )原子核238U 经放射性衰变变为原子核23492Th，继而经放射性衰变90变为原子核234234)91Pa，再经放射性衰变变为原子核92U. 下列选项正确的是 (A 是 衰变B是 衰变C是 衰变D是 衰变【解析】238 23423492U 90Th，质量数少 4，电荷数少 2，说明 为 衰变 .90Th234234 23491Pa，质子数加 1，质量数不变，说明 为 衰变，中子转化成质子 .91Pa 92U，质子数加 1，质量数不变，说明 为 衰变，中子转化成质子【答案】ABC5原子序数大于或等于83 的所有元素，都能

8、自发地放出射线这些射线共有三种：射线、射线和 射线下列说法中正确的是 ()A 原子核每放出一个粒子，原子序数减少4B原子核每放出一个粒子，原子序数增加4C原子核每放出一个粒子，原子序数减少1第 4页D原子核放出 射线时，原子序数不变【解析】发生一次 衰变，核电荷数减少2，质量数减少 4，原子序数减少 2；发生一次 衰变，核电荷数、原子序数增加1， 射线是光子【答案】D2382066. 92U 核经一系列的衰变后变为82Pb 核，问：【导学号： 22482038】(1)一共经过几次衰变和几次 衰变？206 238(2) 82Pb 与 92U 相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变

9、过程的方程238206经过次 衰变和次 衰变由质量数【解析】 (1)设92衰变为 82xyUPb守恒和电荷数守恒可得2382064x92822x y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20623810，中子数少 22.数减少 1，而质子数增加 1，故Pb 较U 质子数少8292(3)衰变方程为2382064092U 82Pb82He6 1e【答案】(1)8 次 衰变和 6 次 衰变 (2)102223820640e(3) UPb8 He61928221三种射线的比较方法(1)知道三种射线带电的性质，

10、射线带正电、射线带负电、射线不带电、是实物粒子，而射线是光子流，属于电磁波的一种(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断和 射线，由于 射线不带电，故运动轨迹仍为直线第 5页(3) 射线穿透能力较弱， 射线穿透能力较强， 射线穿透能力最强2衰变次数的判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒(2)每发生一次 衰变质子数、中子数均减少2.(3)每发生一次 衰变中子数减少1，质子数增加1.半 衰 期 先填空 1定义放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间2决定因素放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的， 跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系不同的放射性元素，半衰

11、期不同3应用利用半衰期非常稳定这一特点， 可以测量其衰变程度、 推断时间 再判断 1半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢()2半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律( )3对放射性元素加热时，其半衰期缩短() 后思考 放射性元素衰变有一定的速率镭 226 衰变为氡 222 的半衰期为 1 620 年，有人说：10 g 镭 226 经过 1 620 年有一半发生衰变， 镭 226 还有 5 g，再经过 1 620 年另一半镭 226 也发生了衰变，镭 226 就没有了这种说法对吗？为什么？【提示】不对放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期经过第二个1 620 年后镭

12、226 还剩 2.5 g.1对半衰期的理解： 半衰期表示放射性元素衰变的快慢第 6页1tt1 2半衰期公式： N 余 N 原 2，m 余 m02式中 N 原、m0表示衰变前的原子数和质量， N 余 、m 余 表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量， t 表示衰变时间， 表示半衰期3适用条件： 半衰期是一个统计概念， 是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核， 无法确定其何时发生衰变， 半衰期只适用于大量的原子核7(多选 )14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5 700 年已知植物存活期间，其体内 14C 与 12C 的比例不变； 生命活动结束后， 14C 的比例持续减少

13、现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一 下列说法正确的是 ()A 该古木的年代距今约5 700 年B. 12C、13C、14C 具有相同的中子数C12C、13C、 14C 具有相同的质子数D. 14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线【解析】古木样品中 14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700 年，选项 A 正确同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项1414140e，所B 错误， C 正确 . C 的衰变方程为CN 167以此衰变过程放出射线，选项 D 正确【答案】ACD8若元素 A 的半衰期为 4

14、天，元素 B 的半衰期为 5 天，则相同质量的 A 和B，经过 20 天后，剩下的质量之比mA mB 为_15【解析】元素 A 的半衰期为 4 天，经过 20 天后剩余原来的，元素 B241的半衰期为 5 天，经过 20 天后剩余原来的2 ，剩下的质量之比 mAmB 1 2.【答案】129碘 131 核不稳定，会发生 衰变，其半衰变期为 8 天131(1)碘 131 核的衰变方程： 53I _(衰变后的元素用X 表示 )第 7页(2)经过 _天 75%的碘 131 核发生了衰变【解析】(1)131131053I 54X 1e(2)75%的碘发生了衰变，即25%的未衰变m121即 025% 2m4共经历了两个半衰期即16 天【答案】1311310(1) 53I 54X 1e (2)16有关半衰期的两点提醒(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间而不是样本质量减少一半的时间1(2)经过 n 个半衰期，剩余核N 剩2nN 总第 8页