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化学元素的放射性衰变放射性衰变是指具有放射性的物质，在自然条件下，由于其原子核的不稳定性而自发地转变为另一种原子核的过程。
这种转变伴随着放射性射线的放出，包括α射线、β射线和γ射线。
放射性衰变现象是化学元素中一种重要的自然现象，在核能领域和辐射防护中具有重大的应用和意义。
一、放射性衰变的类型1.α衰变：α衰变是指放射性核的原子核在放出α粒子后，变为质量数较小2个单位、原子序数较小2个单位的新核。
在α衰变过程中，原子核的质量数减2，原子序数减2。
2.β衰变：β衰变是指原子核内中子转变为质子或质子转变为中子，从而改变原子核的原子序数。
在β衰变过程中，质子数增加一个单位或减少一个单位，中子数减少一个单位或增加一个单位。
3.γ衰变：γ衰变是指激发态原子核从能量较高的状态跃迁到能量较低的状态，释放出能量差对应的γ射线。
二、放射性衰变的特点1.放射性衰变具有随机性：放射性衰变是一个自发的转变过程，其发生时间是随机的，不受外界条件的影响。
2.放射性衰变的速率可测量：放射性衰变的速率可以通过半衰期来描述。
半衰期是指放射性核素的原子核在衰变过程中，其活度（衰变速率）降低到起始活度的一半所需要的时间。
3.放射性衰变有放射性射线的释放：放射性核素衰变的过程中会释放出不同种类的射线，包括α射线、β射线和γ射线。
这些射线具有较强的穿透能力，可以对人体和物体产生一定的辐射效应。
三、放射性衰变的应用1.核能发电：核能发电是利用放射性核素的衰变过程释放出的能量来产生电力。
核反应堆中的核燃料发生放射性衰变，产生热能，通过工质的循环来转化为机械能，进而驱动发电机生成电力。
2.核医学：放射性同位素在医学上广泛应用于骨骼扫描、甲状腺扫描、肿瘤治疗等方面。
例如，放射性碘-131可用于治疗甲状腺功能亢进症，放射性钴-60可用于放疗。
3.辐射检测与防护：放射性衰变产生的射线具有一定的辐射效应，对人体和物体具有一定的潜在危害。
辐射检测与防护是为了保护人体和环境免受辐射的危害，通过检测和控制放射性物质的浓度和辐射剂量来保障人们的健康。
放射性元素的衰变
放射性元素的衰变是由元素的原子核自然发生改变的一种过程，它通常以半衰期来表示。
半衰期指的是某一放射性原子核类型在放射衰变过程中消失的一半数量需要花费多少时间，单位通常为年。
在这一变化过程中，原子核将不稳定的放射能量转变成更稳定的物质，这样就会产生新的元素，放射性元素的这种衰变叫做放射性衰变。
放射性元素会按照一种特定的顺序进行衰变，这种顺序叫做放射性衰变链。
例如铀-238是一种以最慢速度衰变的放射性元素，它具有较长的半衰期，大约为4.468亿年，它将以alpha衰变的方式完成改变，即发射一个α粒子（分子），以及一个$ 0^1_1 $碘原子，然后变成长度稳定的元素-锶（碘）。
放射性元素在衰变过程中放射出放射性物质，它们会产生有害的放射性辐射，因此，必须采取防范措施，以降低放射性核素的有害性。
例如，在利用放射性元素进行药物治疗时，在患者与放射性元素之间加入阻挡层，从而有效地减少放射性污染和危害。
放射性衰变的研究一直是科学界的一个重要的研究领域，放射性衰变对放射性物质交换，生物吸收，物理和化学反应，以及太阳能变化等领域具有重要作用，它们在几乎所有生命学、地质学、化学、物理学以及天文学等领域都发挥着重要作用。
因此，放射性衰变是许多科学领域不可或缺的部分，也是物质运动和能量能源研究中非常重要的一环。
要点一、原子核的衰变半衰期
（一）原子核的衰变
1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。
2．衰变类型
(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，238 92U 的α衰变方程：238 92U→234 90Th＋42He。
(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，234 90Th 的β衰变方程：234 90Th→234 91Pa＋0－1e。
3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。
（二）半衰期
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．特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。
(2)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。
3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。
要点二、核反应放射性同位素及其应用
（一）核反应
1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．
2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程14 7N＋42He→178O＋11H. 3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．
（二）放射性同位素及其应用
1．放射性同位素：具有放射性的同位素．
2．应用：
(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．
(2)放射治疗．
(3)培优、保鲜．
(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．
（三）辐射与安全
1．人类一直生活在放射性的环境中．
2．过量的射线对人体组织有破坏作用．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水源、空气、用具等的污染．
要点突破
一：衰变半衰期
(1)方法：设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′
Z ′Y ，则衰变方程为：
A Z
X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0
－1e
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：
A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m
以上两式联立解得：n ＝
A －A ′
4
，m ＝
A －A ′
2
＋Z ′－Z
由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。
(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。
题型一：原子核的衰变
题型二：核反应 放射性同位素及其应用。
