第二节 核衰变与核反应方程式

核衰变和核反响方程★新课标要求（一）知识与技术1、知道放射现象的实质是原子核的衰变2、知道两种衰变的基天性质，并掌握原子核的衰变规律3、理解半衰期的观点（二）过程与方法1、能够娴熟运用核衰变的规律写出核的衰变方程式2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）（三）感情、态度与价值观经过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不停的设疑培育学生对科学废寝忘食的追求，进而引领学生进入一个美好的微观世界。

★教课要点原子核的衰变规律及半衰期★教课难点半衰期描绘的对象★教课方法教师启迪、指引，学生谈论、沟通。

★教课器具：投电影，多媒体协助教课设施★课时安排1课时★教课过程（一）引入新课教师：同学们有没有听闻过画龙点睛的传说，或许将一种物质变为另一种物质。

学生谈论特别活跃，孙悟空，八仙，仙人；魔术，街头骗局。

评论：经过这样新奇的课题引入，给学生创建情形，能充分调换学生的踊跃性，挑起学生对未知知识的热忱。

教师：方才同学们讲的都很好，但都是假的。

孙悟空，八仙，仙人：人物不存在。

魔术，街头骗局：就是假的。

学生立时寂静，同时也心存迷惑：自然是假的，莫非还有真的不行？评论：关于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提升警惕当心被骗被骗，提升学生自我保护意识。

更为吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教课的顺利进行确立了基础。

教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变为另一种物质呢？学生惊诧。

评论：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。

教师：有（高声，必定地回答）学生吃惊，谈论纷繁。

评论：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。

经过这样四次吊胃口，新课的成功将是必定。

教师：这就是我们今日要学习的放射性元素的衰变。

评论：实时推出课题。

（二）进行新课 1．原子核的衰变教师：原子核放出α或β粒子，因为核电荷数变了，它在周期表中的地点就变了，变为另一种原子核。

我们把这类变化称为原子核的衰变。

学生豁然爽朗：科学、真切的将一种物质变为另一种物质，本来就是原子核的衰变。

第四章原子核第二节原子核衰变及半衰期●学习目标1、知道放射现象的实质是原子核的衰变2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。

3、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律4、理解半衰期的概念●重点和难点重点：原子核的衰变规律及半衰期难点：半衰期描述的对象课前导学一、天然放射性的发现①物质发射射线的的性质称为放射性。

元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。

②放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性二、放射线中的三剑客在射线经过的空间施加磁场，射线会分成三束，其中有两束发生了不同的偏转，说明这两束_____________，另一束不偏转，说明_____________。

这三种射线叫_____________、_____________、_____________。

三、原子核的衰变1.定义：原子核自发地放出某种粒子而转变成的变化称为原子核的衰变.可分为、，并伴随着γ射线放出.2.分类：（1）α衰变：铀238发生α衰变的方程为：，每发生一次α衰变，核电荷数减小2，质量数减少4.α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个和两个组成的粒子（即氦核）.（2）β衰变：钍234发生β衰变的方程为：，每发生一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变.β衰变的实质是元素的原子核内的一个变成时放射出一个（核内110011n H e -→+）.（3）γ射线是伴随 衰变或 衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电荷数和质量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出 .3.规律：原子核发生衰变时，衰变前后的 和 都守恒.注意：元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的. 四、半衰期1.定义：放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间叫做原子核的半衰期.2.意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度.3.特征：半衰期由 的因素决定,跟原子所处的 或 状态无关. 新 知 探 究 一、 放射线中的三剑客导学释疑：再一次指导学生阅读课本内容，通过小组合作学习，讨论探究以下问题，实现兵教兵。

第二节核衰变与核反应方程【学习目标】1．原子核的衰变2．会写核反应方程3．了解半衰期的概念，会用半衰期描述衰变的速度，了解半衰期的统计意义【学习内容】一、原子核的衰变原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数发生了变化，它在元素周期表中的位置就发生了变化，变成了另一种原子核。

我们把这种变化称为原子核的______。

铀238核（238U）放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2，称为一个新92核钍234核（234T h），放出α粒子的衰变过程叫做________。

这个过程可以用衰变方程表90示为：_____________________大量实验事实表明：原子核衰变时______数和______数都是守恒的。

钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成镤（234Pa），放出β粒子的衰变91过程叫做________。

由于电子的质量比核子的质量小得多，我们可认为电子的质量数为零、电荷数为－1，可以把电子写为______。

这个过程的衰变方程为：_____________________二、核反应方程除了天然放射性元素会产生自发衰变外，还可以利用人工的方法产生新的原子核，这个过程叫做______反应。

与衰变过程一样，在核反应中，________守恒、________守恒。

核反三、半衰期放射性元素的衰变的快慢有一定的规律。

例如，氡222经过α衰变变为钋218。

观察发现，每过大约3.8天就有一半的氡发生了衰变。

也就是说，经过第一个3.8天，剩有一半的氡；经过第二个3.8天，剩有1/4的氡；再经过第三个3.8天，剩有1/8的氡……，如图所示。

我们把原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，叫做______，用符号______来表示。

如果用m0表示放射性元素衰变前的质量，经过t时间后剩余的放射性元素的质量为m，则实验表明，衰变规律可以写为：_____________对一定量的某种放射性元素，有些核先衰变，有些核后衰变，每个核的存活时间是不一样的，人们用放射性元素的平均寿命 来描述平均存活时间。

高考物理核反应衰变知识点在高中物理教学中，核反应和核衰变是一个非常重要的知识点。

核反应是指原子核之间的相互转化过程，而核衰变则指核的自发性转化过程。

了解核反应和核衰变的基本概念和特点，对于理解核能的产生和利用，以及核辐射的防护具有重要意义。

1. 核反应的类型核反应可以分为两类：核裂变和核聚变。

核裂变是指重核（如铀核）被中子轰击后分裂成两个或更多的轻核的过程。

核聚变是指两个或更多的轻核融合形成较重的核的过程。

核裂变是原子弹和核反应堆中产生的能量来源，而核聚变则是太阳和氢弹中所发生的反应。

2. 核反应的示意方程式核反应的方程式可以简洁地表达反应的物质和能量变化。

以核裂变为例，铀-235和中子反应会产生巨大的能量输出。

方程式可以表示为：U-235 + n -> Ba-144 + Kr-89 + 3n + 能量。

方程式中，U-235表示铀-235核，n表示中子，Ba-144和Kr-89分别表示产生的钡-144和氪-89核。

3. 核衰变的类型核衰变可以分为三类：α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是指放射性核素放出α粒子（即两个质子和两个中子组成的粒子）的过程。

β衰变是指放射性核素内部的一个质子转变为一个中子和一个原子核内部β粒子（即电子或正电子）的过程。

γ衰变是指核内部原子核从高能级跃迁至低能级放出伽马射线的过程。

4. 核衰变的示意方程式核衰变的方程式可以简明地表示反应过程。

以α衰变为例，放射性核素铀-238经过连续的衰变链，最终衰变为稳定的铅-206。

方程式可以表示为：U-238 -> Th-234 -> Pa-234 -> U-234 -> Th-230 -> Ra-226 ->Rn-222 -> Po-218 -> Pb-214 -> Bi-214 -> Pb-210 -> Bi-210 -> Po-210 ->Pb-206。

4.2 核衰变与核反应方程课堂互动三点剖析 一、三种射线二、核反应方程利用高能粒子轰击原子核，会发生核反应而产生新的原子.无论是核衰变还是核反应，质量数守恒和电荷数都守恒.对α衰变和β衰变的实质的正确理解（1）原子核放出α粒子或β粒子后，就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变.α粒子、β粒子及γ粒子都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的.（2）α衰变的实质是原子核中的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的，α衰变的方程He Y X A Z A Z 4242+−→−--、实质He n H 42101122−→−+.（3）β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，放出高速电子流，β衰变的方程e Y X AZ AZ 011-++−→−、实质.011110++−→−-e H n （4）在发生α、β衰变的过程中，由于新核处于不稳定状态，它要通过辐射光子而达到稳定的状态，因此γ射线总是伴随α、β衰变而产生. 三、半衰期（1）半衰期表示放射性元素衰变的快慢，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.公式N=2121)21(,)21(00T t T t m m N =.式中N 0、m 0表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 、m 表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变的时间，21T 表示半衰期.（2）不同的放射性元素，半衰期不同，甚至相差十分悬殊；衰变速度越快的元素，其半衰期越短.如氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天，而铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年.(3)影响因素：半衰期由放射性元素的原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度）或化学状态（如单质、化合物）无关，因为这些因素都不能改变原子核的结构. （4）规律理解：半衰期是一个统计规律，只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半，都是不可预知的. 各个击破【例1】 下列说法中正确的是（ ） A.α射线与γ射线都是电磁波B.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析：α、β、γ三种射线都是由原子核内发射出来的，α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是高频光子流，因此，A 、B 选项错，原子核衰变要有质量亏损. 答案：C将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图4-2-1中表示射线偏转情况中正确的是（ ）图4-2-1解析：已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A 、B 、C 、D 四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断. 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r=Bqmv,将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为2199.01.0184014⨯⨯=••=c c q q v v m m r r αββαβαβα≈371.7. 由此可见，A 项正确，B 项错误.带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v 0,垂直电场线方向位移为x ，沿电场线方向位移为y ，则有：x=v 0t,y=221t m qE •,消去t 可得y=222mv qEx 对某一确定的x 值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为 由此可见，C 项错误，D 项正确. 故正确答案是AD. 答案：AD【例2】 对天然放射现象，下列说法中正确的是（ ） A.α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的 B.β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子 C.γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的 D.α射线、β射线、γ射线都是从由原子核内部释放出来的解析：α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ衰变伴随α衰变和β衰变的产生而产生，所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的.类题演练2Th 23290(钍)经过一系列α和β衰变，变成Pb 20882(铅)，问经过多少次α衰变？经过了多少次β衰变？解析：由α衰变和β衰变的规律分析.由β衰变不影响质量数的变化，所以质量数的变化决定了α衰变的次数，由Th 23290变为Pb 20882质量数减少了232-208=24，每一次α衰变质量数减少4，因此α衰变的次数为6次.6次α衰变，电荷数应减少6×2=12次，而现在只减少了90-82=8个，所以应有4次β衰变（每次β衰变增加一个电荷数）. 答案：经过6次α衰变，4次β衰变.【例3】关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是（ ）A.原子核全部衰变所需要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.原子量减少一半所需要的时间D.元素质量减半所需要的时间解析：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同，放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，原来元素的原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，放射性元素的原子核的质量也减半，故选项B 、D 正确. 答案：BD 类题演练3下列有关半衰期的说法正确的是（ ）A.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B.放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减少衰变速度解析：半衰期的长短仅由元素本身决定，与原子所处的物理状态和化学状态均无关，故仅A 项正确. 答案：A。

2025年高考物理总复习专题47原子核的衰变及核反应方程
1.原子核的衰变
衰变类型α衰变β衰变
衰变方程A Z X→A－4
Z－2
Y＋42He A Z X→A Z＋1Y＋0－1e
衰变实质2个质子和2个中子结合成
氦核211H＋210n→42He
1个中子转化为1个质子和
1个电子10n→11H＋0－1e
典型方程238
92
U→234 90Th＋42He234 90Th→234 91Pa＋0－1e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2．三种射线的比较
名称构成符号电荷量质量电离能
力
贯穿本领
α射线氦核42He＋2e 4 u最强最弱
β射线电子0－1e－e
1
1 837u
较强较强
γ射线光子γ00最弱最强
3．核反应的四种类型
类型可控性核反应方程典例
衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e
人工转变人工控制14
7
N＋42He→17 8O＋11H
(卢瑟福发现质子)
4
2
He＋94Be→12 6C＋10n (查德威克发现中子)
模型归纳
第1页（共9页）。