《原子核衰变》课件1

lnct(
)1=46 C-kt ＋ lnc0(
)
14 6
C
T1/2 = 0.693/k
得：k = 0.693/t1/2 = 0.693/5730 a = 1.21×10-4 a-1
t=ln[756Bq·g-1/432Bq·g-1]/(1.21×10-4a-1)
=4630 a
如以上数据系2005年所得，则4630-2005＝2625 25 即该古墓大约是公元前2625年建造的。
2Z1
N
N
145
U 235
92
23910Th
140
Ac 227
231 91
Pa
89
28273Fr
22970Th
135
223 88
Ra
215 84
Ro
219 86
Rn
Pb 211
130 82
215 85
At
211 83
Bi
20871Tl
211 84
Po
锕系（4n+3）
125
207 82
Pb
级联衰变
80
n1N 4 1C 4 p 1C 4 1N 4e
由于宇宙射线的质子流、大气组分相对恒
定,故上述次级中子流也相对恒定,使得
14 6
C
的产生率保持恒定,经相当时间后产出与衰变
达平衡,其数目保持不变.而大气中的 12C是
稳定核素. 1C 4的 半:衰 5期 7a30
研究表明： 大 气 N1C 4中 /N 1C 2 1.31 012
这些核的寿命为t ,则所有核素的总寿命为
Ntdt
0
于是任一核素的平均寿命为: 0NN 0 tdt1lT n21.4T 4

第六章 从杂交育种到基因工程
第1节：杂交育种与诱变育种
课题：育种
28
想一想：植物杂交育种的方法
小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T） 对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小 麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是 袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
高中物理·选修3-5·鲁科版
第3章 原子核与放射性
第2节 原子核衰变及半衰期
• [目标定位] 1.知道什么是放射性、放射性元 素、天然放射现象，能记住三种射线的特性.2. 知道什么是原子核的衰变，知道α衰变和β衰 变的规律和实质.3.理解半衰期的概念，学会 利用半衰期解决相关问题．
预习导学
• 一、天然放射现象
• 答案 C
• 解析 由三种射线的带电性质可以判断出 ①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，③④表示α
课堂讲义
二、原子核的衰变 1．α衰变：AZX―→AZ－－24Y＋42He
原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2. α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质 子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中 释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．
锈病
以下是杂交育种的参考方案：
杂交 Ｐ 自交 Ｆ１
高抗
矮不抗 思考：要培育出
DDTT
ddtt 一个能稳定遗传
的植物品种至少
高抗 DdTt 要几年？
选优 Ｆ２ 高抗
高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT
自交 矮抗 ddTT
ddTt 矮抗 ddTt
选优 F3矮抗 ddTT
矮抗 矮不抗 ddTT
ddTt
第一代 p 第二代 F1 第三代 F2

3.公式：
经过n个半衰期(T)， 其剩余的质量为：
m


1 2
n

m0
t


1 2

T
m0
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后
剩余的粒子数为：
N


1 2
n

N0


t
1 T 2
N0
注意：
(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的，与原子所处的物理、化学 状态无关。
原子核衰变前后的电荷数和质量数都守恒。
三、放射性元素的衰变 1.定义：原子核放出 α粒子或 β粒子
转变为新核的变化叫做原子核的衰变
2.种类：α衰变：放出α粒子的衰变，如
U 2 3 8
92
234 90
T
h

4 2
He
β衰变：放出β粒子的衰变，如
23 90
4
T
h
234 91
Pa

0 1
e
3.规律： 原子核发生衰变时，衰变前后
原子核的衰变
原子的真面目
①原子核
质子
1 1
H
中子
1 0
n
②质子和中子统称为
③核电荷数= 质子数 (Z) = 原子序数 = 核外电子数
④原子核的质量数 （A)= 核子数 = 质子数 + 中子数
⑤原子核符号：ZA X
X 为元素符号
中子数如何确定
一、天然放射性的发现
• 1896年法国物理学家亨利·贝克 勒尔发现铀和含铀的矿物都能够 发出看不见的射线，这种射线可 以使包在黑纸里的照相底片感光。

思路点拨：(1)α衰变和β衰变方程遵守质量数守恒和电荷数守恒的规律。 (2)在写方程时用“→”而不能用“＝”号，因为质量并不相等，且也 不可逆。
[解析] (1)设23982U 衰变为20862Pb 经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变。 由质量数守恒和电荷数守恒可得
238＝206＋4x
①
92＝82＋2x－y
课堂达标
1．(多选)原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出 射线。这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。下列说法中正确 的是( AD )
A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2 B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4 C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1 D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1
(2)如果不对，那到底是什么原因呢？
提示：(1)不对。放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定， 与外界环境等因素无关。
(2)地壳中原有的22826Rn 早已衰变完了，目前地壳中的22826Rn 主要 来自其他放射性元素的衰变。
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。 (2)经过 n 个半衰期，剩余原子核 N 剩＝21nN 总。
3)半衰期由原子核内部因素决定，与化学状态和外部条件没有关系.
课堂探究
思考1 原子核α衰变实质是放出一个氦原子核，β衰变实质是放出 一个电子。 试探究：(1)放射性元素能不能一次衰变同时产生α射线和β射线？ (2)γ射线又是怎样产生的？
(1)不能，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变。 (2)放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时 它要向低能级跃迁，并放出γ光子。

1.半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变 所需的时间，叫作这种元素的半衰期。
注意： ①不同的放射性元素，半衰期不同。 ②半部自身的因素决定的，跟物理性质化学 性质无关。
二.半衰期
二.半衰期
2.半衰期的计算：
m
m0
(
1 2
)
t T
，N
的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，则
（B ） A．x1是中子
Be
B．x2是中子
C．x3是中子
D．x2是α粒子
提示：查德威克发现中子的实验，是利用钋（Po）衰变 放出的α粒子轰击铍（Be）产生的中子能将石蜡中的质 子打出来，则x1是α粒子，x2是中子，x3是质子。
四.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放射治疗 在医疗方面，患了癌症的病 人可以接受钴60的放射治疗。
四.放射性同位素及其应用
4.应用： ③培优、保鲜
利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因 发生变异，经过筛选，可以培育出新品种。 用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细 菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期。
④示踪原子
一种元素的各种同位素都有相同的化学性质。 这样，我们可以用放射性同位素代替非放射 性的同位素来制成各种化合物，这种化合物 的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反 应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器 探测出来。这种原子就是示踪原子。
2.分类：
天然放射性同位素：40多种 人工放射性同位素：1000多种，每种元素都有了自己的 放射性同位素。
3.人工放射性同位素的优点：
①放射强度容易控制 ②半衰期短，废料容易处理 ③可以制成各种所需的形状
注意：凡是用到射线时，用的都是人工放射性同 位素

3
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
4
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于82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．
放大了1000倍的铀矿 石
5
二、放射线的本质
• 在放射性现象中放出的射线是什么东西 呢？
• 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的 性质以外，还有些什么性质呢？
12
γ射线
• 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射 线，研究表明，γ射线的实质是一种波长 极短的电磁波，它不带电，是中性的.
• γ射线的穿透本领极强，一般薄金属 板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的 水泥墙和几厘米厚的铅板.
13
天然放射现象
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核
高速 电子流 高能量 电磁波
a
D、b为α射线，c为γ射线
P
练习3：由原子核的衰变规律可知 ( C)
A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和 β射线
B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性 质不变
C．放射性元素发电子衰变时，新核质量 数不变，核电荷数增加1
练习4：某原子核A的衰变过程为 A β B α C,下列说法正确的是（ D）
•
由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透
本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.
11
β射线
• 与α射线偏转方向相反的那束射线带 负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β 射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进 一步研究表明β粒子就是电子.
• β射线的穿透本领较强，很容易穿透 黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.

铀238核放出一个α粒子后，衰变成钍234核，这种 放出α粒子的衰变叫α衰变。这个衰变可以用下面的核反
应方程来表示：
U 238 92

23940Th

4 2
He
α衰变的实质是在放射性元素的原子核中2个质子和 2个中子结合得比较紧密时，有时候他们会作为一个整 体从较大的原子核(Z＞84)中放出。
α射线高速α粒子流，α粒子的核电荷数为2，质量数 为4，实际上是氦原子核。β射线高速电子流，β粒子就 是电子，电荷数为-1，质量数为零。γ射线不带电，是 能量很高的电磁波，也就是光子流。
原子核的衰变
原子核放出α粒子或β粒子后，就变成了新的原子核， 这种变化叫做原子核的衰变。大量事实表明，衰变过程 前后，对于新原子核和衰变生成物的总体来说，电荷数 和质量数都是守恒的。
原子核的衰变和半衰期
天然放射现象
1896年法国物理学家贝克勒尔(Henri Becquerel， 1852-1908)发现含铀矿物能发出某种不可见的射线，这 种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质发出射线的 性质称为放射性。具有放射性的元素称为反射性元素。
居里夫人和她的丈夫皮埃尔•居里(Pierre Curie， 1859-1906)对铀和含铀的矿物进行进一步的研究，发现 了两种放射性更强的新元素。玛丽•居里为了纪念她的 祖国波兰，把其中一种元素称为钋(元素符号Po，这是 波兰国名的开头两个字母)，另一种元素为镭(元素符号 Ra)。
铀238在α衰变时产生的钍234也具有放射性，它能 放出一个β粒子而变成镤234，，这种放出β粒子的衰变 叫β衰变。这个衰变可以用下面的核反应方程来表示：
23940Th

234 91
Pa

0 1

衰变规律
半衰期
定义
放射性核衰变一半所需的 时间。
特点
半衰期是放射性核的一个 重要特性，不受物理和化 学因素影响。
计算
利用半衰期可以计算放射 性核的衰变率。
指数衰减规律
定义
放射性核的活度随时间呈指数关 系减少。
公式
A = A0 * e^(-λt)，其中A是t时刻 的活度，A0是初始活度，λ是衰变 常数，t是时间。
放射性衰变的产物
α衰变产物
γ射线
α衰变过程中，原子核释放出一个α粒 子（氦原子核），转变为新的原子核 。
在某些衰变过程中，原子核会释放出 高能光子，即γ射线。这些射线可用 于医学、工业和科学研究等领域。
β衰变产物
β衰变过程中，原子核释放出一个电 子，转变为新的原子核。同时伴随有 反中微子的释放。
CHAPTER 03
《原子核的衰变》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 原子核衰变简介 • 放射性衰变 • 衰变规律 • 原子核衰变的实际应用 • 总结与展望
CHAPTER 01
原子核衰变简介
原子核衰变的定义
01
原子核衰变：原子核由于某种原 因自发地转变为另一种原子核的 过程。
02
衰变过程中，原子核释放出能量 ，通常以放射性衰变的形式释放 出射线，如α射线、β射线或γ射 线。
原子核衰变是核物理研究的重 要领域，对于深入理解原子核 结构和性质具有重要意义。
衰变过程中释放的能量和放射 性物质对于能源、医学、工业 等领域具有广泛应用价值。
原子核衰变研究有助于推动核 科学技术的进步，促进人类社 会的可持续发展。
未来研究的方向和挑战
探索新的衰变模式和现象，如超新星 爆发、中子星合并等极端环境下的核 衰变行为。

2.5g又需要经过3.8天……
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。
设某放射性元素的半衰期为T，原来的质量为M，经过时间t， 该元素的剩余质量m为:
不同元素的放射性半衰期一般不同
222 86
Rn（镭）
226 88
Rn（氡）
半衰期为1.6×103年
29328U（铀）
23940Th（钍） 半衰期为4.5×109年
食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
4、放射性污染和防护
过量的放射线会对环境造成污染， 对人类和自然界产生破坏作用。放射 性污染主要来自核爆炸、核泄漏和医 疗照射。在核电站、医院等地方，都 设有辐射警示标志。
核爆炸在最初几秒钟辐射出来的是强烈的γ射线和中子流，这些射线具 有很强的穿透能力，对人体和其他生物体有很强的杀伤作用。核工业和核 科学研究中的放射性原材料一旦泄漏，会对生物体和环境产生长期的辐射， 重者使人当场死亡，轻者使人患放射性疾病。
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素的优点：
①放射强度容易控制 ②可以制成各种需要的形状 ③半衰期更短 ④放射性废料容易处理
原来静止的某核，α衰变/β衰变后，新核和α粒子/β衰变的圆 是外切还是内切？半径之比呢？假设磁场区域足够大。
α衰变β衰变ຫໍສະໝຸດ 例1、实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰
谢谢！
则(
B
)
A.m=7，n=3 B.m=7，n=4
C.m=14，n=9 D.m=14，n=18
2、衰变的快慢——半衰期
放射性元素的衰变都有一定的速率。
例如：10g的
222 86