第一节原子核的组成,第二节放射元素的衰变 ppt

放大了1000倍的铀矿石
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
铅盒
照相底片 射 线
放 射 源
天然放射现象
放射性型物质发出的射线有三种：
二、三种射线
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
速度
1/10光 速
接近光 速
光速
贯穿能力 电离能力
弱
很容易
较强
较弱
电荷数变了，它在周期表中的位置就变 了，变成另一种原子核。
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
U238在 衰变时产生的钍234也具有 放射性，放出 离子后变为（镤）Th234， 上述的过程可以用下面的衰变方程表示：
U 238
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
人们认识原子 核的结构就是 从天然放射性 开始的。
一、天然放射现象
法国物理学家贝克勒尔 1、放射性：物质发射射线的性质称为放射性．
2、放射性元素：具有发射性的元素称为放射性元 素．
3、天然放射现象：元素这种自发的放出射线的现 象叫做天然放射现象．
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于或等于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．
1．半衰期：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的 时间用T表示。
注意： (1)每种放射性元素都有一定的半衰期，不同元素半衰期不同。 (2)半衰期由核内部本身的因素决定，而跟原子所处的物理状态 或化学状态无关。 (3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对 少数原子核是不适用的． 2．半衰期公式：N=N0（1/2）t/T 或 m=m0（1/2）t/T 说明式中各量的意义

放射性治疗
利用放射性核素释放的 射线对肿瘤进行照射， 杀死癌细胞或抑制其生 长。
放射性药物
利用放射性核素标记的 药物，如碘-131治疗甲 状腺疾病，以及正电子 发射断层扫描（PET） 药物用于诊断肿瘤等疾 病。
工农业应用
放射性测井
01
利用放射性核素标记的示踪剂检测石油和天然气储层，提高油
气勘探的效率和准确性。
核物理实验
利用放射性核素产生的射线进行核反应研究，探索原子核的结构 和性质，推动核物理学的发展。
地质年代学
利用放射性核素的衰变规律测定岩石和矿物的年龄，研究地球的 形成和演化历史。
05
CATALOGUE
放射性的防护与安全
放射性防护的原则与措施
放射性防护原则
采取一切合理措施，保护工作人员和 公众免受放射性危害，并尽可能减少 放射性照射。
放射性
某些不稳定原子核会自发地释放出射 线，这种现象称为放射性。
半衰期
放射性同位素的应用
在医学、工业、科研等领域有广泛应 用，如放射性治疗、工业探伤、放射 性示踪等。
放射性衰变过程中，一半原子核发生 衰变所需要的时间。
02
CATALOGUE
放射性及其来源
放射性的定义
放射性
是指物质能够自发地放出 射线，并从原子核内部释 放出能量。
遵循国家和地方政府的放射性安全标准和 法规，确保放射性设施建设和运行符合相 关要求。
按照国家规定申请和办理放射性工作许可 证，确保合法合规开展放射性工作。
监测与记录
应急预案
定期对工作场所和设备进行放射性监测， 并做好监测数据的记录和分析，及时发现 和解决潜在问题。
制定和实施放射性事故应急预案，确保在 发生事故时能够迅速、有效地应对，减轻 事故后果。

6
二、基本衰变类型
1. 衰变
+ +
+
++
+
+
+ +
放射性母核
238U → 234Th + 4He + Q 粒子得到大部分衰变能， 粒子含2个质子，
2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
7
AX AY 4 Z X ZY -2
α衰变表达式：
元素周期表 左移2格
A Z
X
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α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
22
第二节 衰变纲图
Decay scheme用以综合反映某核素放射性衰变的主要特征和数的示意图
23
第三节 衰变的基本规律
➢ 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所 有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放 射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都 有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其 表达式为： N=N0e-λt
λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm
24
1、衰变规律
指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核 数目
:放射性原子核衰变常数（单位时间内一个原 子核衰变的几率）
正电子衰变 137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV
β射线本质是高速运动的电子流

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衰变能与β粒子动能
衰变能： Ed (mx my - me )c2 E E Ey
衰变能的分配：
反冲核
β粒子 中微子
β衰变特点
电子：
放出的射线是电子
能量连续： 从很低能量到接近衰变能
穿透力不强：纸张，铝箔
伴随粒子： 中微子，穿透力极强！
韧致辐射： 屏蔽材料选择
234U、 235U 、 238U 同量异位素： 40Ar、 40K 、 40Ca
23
二、放射性
24
放射性
• 原子核自发地放射出某种粒子或射线的现
象，称为放射性。
• 放射性不受物理、化学等环境条件的影响，
是原子核的内在特征。
25
放射性的发现
1896年贝可勒尔（H.Bequerel） 发现铀矿能发射出穿透力很强 的不可见射线，并使照相底片 感光。
5
原子结构模型
6
原子模型 类似太阳系
• 太阳-原子核 • 行星-核外电子
7
原子核
• 组成：
质子 + 中子
• 数目：
Z个质子， N个中子
• 质子电荷： +e
• 原子核电荷： +Ze
• 中子电荷： 不带电
8
原子核外电子数
• 原子电中性： 整体对外表现出来的电荷为0 • 核外电子数： 等于核内质子数 Z
核物理基础
1
主要内容
一、原子与原子核 二、放射性衰变 三、核反应 四、核裂变与核聚变 五、人工放射性及其生产
2
一、原子与原子核
3
物质结构
物质由分子组成 分子由原子组成 原子由原子核和核外电子组成
每一种原子对应一种化学元素(Z一定) 原子核由中子和质子组成

发生一次α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β衰变，核电荷数、原子序数增加1，故A、D正确。
AD
归纳总结：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α衰变，质子数、中子数均减少2。(3)每发生一次β衰变，中子数减少1，质子数增加1。
典例精析
解析：放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定，与原子的化学状态无关，故半衰期仍为8天，A、B、D错误，C正确。
C
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月15日
……
纵坐标表示的是任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值
例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( )A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1
①α衰变：放出α粒子的衰变，如
2.种类
课堂探究
α衰变是如何发生的？
事实表明，2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定的条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来。即发生了衰变
②β衰变：放出β粒子的衰变，如
中微子的质量数和电荷数都是0
原子核里没有电子,β衰变中的电子来自哪里？
衰变实质
2个质子和2个中子n→H＋e
典型方程
U→Th＋He
Th→Pa＋e
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！
放射性元素衰变不可能有单独的γ衰变！伴随射线或射线产生.

另一系列衰变如下： P Q R S
已知P和F是同位素，则（ B ）
A.Q和G是同位素，R和H是同位素 B.R和E是同位素，S和F是同位素 C.R和G是同位素，S和H是同位素 D.Q和E是同位素，R和F是同位素
5.在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出
的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可知（ BD ）
当堂测试
1．图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线 在电 场的作用下
分成a、b、c三束，以下判断正确的是 BC
A．a为α射线、b为β射线 B．a为β射线、b为γ射线 C．b为γ射线、C为α射线 D．b为α射线、C为γ射线
e Th Th 2．23完4 成核反衰应变方为程2：3429304Th→的2半3941衰Pa期＋是1.2分01 钟，则。 64克
原子序数
质量数
核子数
中子数+质子数
统称核子
原子核的表示方法
X A A表示质量数
z Z表示电荷数
X表2
He
子,质量数为4,即有2 个中子
表示铀原子核有92个质
U 235
92
子,质量数为235,即有 143个中子.
几种常用的原子核的表示
质子 11H
α粒子
4 2
He
中子
1 0
n
电子
0 1
e
同位素 ◆
具有相同质子数而中子数不同的原子互称为同位素
氢的三种同位素：
11H
2 1
H
13H
氧的二种同位素：
O 16
8
187O
同种元素的同位素具有相同的化学性质。
三种放射性射线
• 三种射线 、、 • 三种射线的性质：