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放射性元素的衰变(可用)剖析

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放射性元素的衰变

放射性元素的衰变
238 92
U→ Th+ He
234 90
2．β衰变 (演示 ． 衰变 演示) 演示 放射性元素的原子核放出β粒子的衰变叫 放射性元素的原子核放出 粒子的衰变叫β 粒子的衰变叫 衰变，其规律为： 衰变，其规律为：
M Z
X→ Y + e
M Z+1 0 −1
234 91 0 −1
衰变后的新核质量不变，正电荷数比原来加 衰变后的新核质量不变， 1，它在元素周期表内的位置向后移一位。 ，它在元素周期表内的位置向后移一位。 如：
1∶3 ∶
mRn 222×1 37 = = mPo 218× 3 109
5．完成下列衰变方程，并注意它属于何种 ．完成下列衰变方程， 反应： 反应： (1) (2) (3) → → → ＋ ＋ ＋ ，属于 ，属于 ；属于 衰变； 衰变； 衰变； 衰变； 衰变。 衰变。
二、半衰期 1．半衰期的概念： ．半衰期的概念： 放射性元素的原子核有半数发生了衰变需 要的时间T叫半衰期 叫半衰期。 要的时间 叫半衰期。设放射性物质的原有质 量为m 量为 o，则： 经过一个半衰期( 其剩余的质量为 其剩余的质量为： 经过一个半衰期 T )其剩余的质量为：
1 1 m0 = m0 n=1 2 2 又经过一个半衰期(T)其剩余质量为 其剩余质量为： 又经过一个半衰期 其剩余质量为：
234 90
Th→ Pa+ e
3．γ衰变 (演示 ． 衰变 演示 演示)
原子核的能量也跟原子的能量一样， 原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不 连续的，也只能取一系列不连续的数值， 连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在 着能级，同样是能级越低越稳定。 着能级，同样是能级越低越稳定。 放射性的原子核在发生α衰变、 衰变时 衰变时， 放射性的原子核在发生 衰变、β衰变时，住往蕴 衰变 藏在核内的能量会释放出来， 藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能 级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射 这时它要向低能级跃迁，能量以 光子的形式辐射 出来，因此， 射线经常是伴随 射线经常是伴随α射线和 射线产生的 射线产生的， 出来，因此，γ射线经常是伴随 射线和 β射线产生的， 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生 衰 有的发生β衰变 同时就会伴随着γ辐射 这时， 衰变， 辐射。 变，有的发生 衰变，同时就会伴随着 辐射。这时， 放射性物质发出的射线中就会同时具有α、 和 三种射 放射性物质发出的射线中就会同时具有 、β和γ三种射 线。

放射性元素的衰变(ppt)

放射性元素的衰变(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

课件放射性元素衰变

课件放射性元素衰变

1．有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是τ甲 ＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为m甲、m乙，经 过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之
比M甲∶M乙是( ) A．1∶4
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
解析：选 B.对 60 天时间，甲元素经 4 个半衰期，乙元 素经 2 个半衰期，由题知 M 甲(12)4＝M 乙(12)2，则 M 甲∶ M 乙＝4∶1，故 B 正确．
一、原子核的衰变
1.原子核的衰变：
2.衰变原则：
质量数守恒，电荷数守恒。
（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变．
（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
（3）γ辐射:伴随射线或射线产生.
二、半衰期
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，叫做这
t
1 1 种元素的半衰期。
M余=M原(1/2）n.和n=t/T的应用
例2：一块氡222放在天平的左盘时， 需在天平的右盘加444g砝码，天平
才能处于平衡，氡222发生α衰变，经 过一个半衰期以后，欲使天平再次平 衡，应从右盘中取出的砝码为（ D） A．222g B．8g
C．2g D．4g
3.钋210经α衰变成为稳定的铅,半衰期为138天.质量 为64 g的钋210经276天后,还剩余多少克钋?生成了 多少克铅?写出核反应方程钋210(210 84Po).
年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物 中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。 随着年代的推移，其体内14C的含量为现 代鸟的 ，已知地表中14C的含量基本 不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖 鸟距今年代为：
A
B
C
D2
类型5 磁场与半衰期的综合应用

第十九章放射性元素的衰变ppt文档

第十九章放射性元素的衰变ppt文档
238＝206＋4x① 92＝82＋2x－y② 联立①②解得 x＝8，y＝6，即一共经过 8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变。 (2)由于每发生一次 α 衰变质子数和中子数均减少 2，每 发生一次 β 衰变中子数减少 1，质子数增加 1，故28026Pb 比29328 U 质子数少 10，中子数少 22。
解析：由于在核反应中反应前后满足电荷数和质量数守恒， 可由已知粒子的电荷数和质量数依据守恒原则确定未知粒 子的电荷数和质量数，由此确定该粒子。A 项中反应前、后 电荷数和质量数分别满足 6－6＝0、9＋4－12＝1。即 X 的 电荷数为 0，质量数为 1，即为中子，A 正确；同理，C 正 确。 答案：AC
解析：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。 答案：D
半衰期
1．定义
[自学教材]
大量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，半衰期不同。
AZX→AZ′′Y＋n24He＋m－10e 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－4A′，m＝A－2A′＋Z′－Z。 [特别提醒] (1)为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定 α 衰变的次数，这是因为 β 衰变的次数的多少对质量数没有影 响。 (2)再根据衰变规律确定 β 衰变的次数。
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。
[重点诠释] 1．对半衰期的理解 半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射 性元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差 别很大。 2．半衰期公式 N 余＝N 原(12)t/T，m 余＝m0(12)t/T。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，T 表示半衰期。

放射性元素的衰变 课件

放射性元素的衰变 课件
放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
阅读教材“原子核的衰变”,理解衰变类型及其规律。
1.衰变的定义是什么?
答案:原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的过程。
2.衰变有几种类型?写出其衰变规律。
-4
答案:(1)α 衰变: X→-2 Y+42 He(新核的质量数减少 4,电荷数减
少 2)。

2
92
-1
22
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。
对半衰期的理解及有关计算
问题导引
右图为氡衰变剩余质量与原有质量比值示意图。
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。
关键。
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
典例剖析
238
206
【例题 1】 92 U 核经一系列的衰变后变为 82 Pb 核,问:
(1)一共经过几次 α 衰变和几次 β 衰变?
(2)206
Pb
82
238
与 92 U 相比,质子数和中子数各少了多少?
(3)写出这一衰变过程的方程。
【思考问题】 原子核衰变时遵循什么规律?
3.写出半衰期公式
答案:N 余=N 原
1
2


,m 余=m 原
1
2


,其中 τ 为半衰期。
1.思考辨析。
(1)由原子核发生β衰变时放出的β粒子是电子,可知原子核内一定
存在着电子。 (
)
解析:原子核内并不含电子,但在一定条件下,一个中子可以转化

放射性元素的衰变 课件

放射性元素的衰变 课件

【典例2】(2011·山东高考)碘131核不稳定，会发生β衰变， 其半衰期为8天. (1)碘131核的衰变方程：13153I→_________(衰变后的元素用X 表示). (2)经过_________天 75%的碘131核发生了衰变.
【思路点拨】根据质量数不变，电荷数守恒书写碘131的衰变 方程，根据剩余的碘131核的比例确定经历半衰期的个数. 【规范解答】(1)根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得 衰变方程：13153I→13154X+0-1e.(2)每经1个半衰期，有半数原 子核发生衰变，经2个半衰期将剩余1， 即有75%发生衰变，即
【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：
易错选项 B C D
错误原因 将衰变次数误认为质量数 将衰变次数误认为质量数和电荷数之差 将衰变次数误认为放射性元素的核电荷数
4
经过的时间为16天. 答案:(1)13154X+0-1e (2)16
书写核反应方程应注意的三个方面 (1)放射性元素原子核的符号要书写正确,如23490Th,质量数在左 上角,电荷数在左下角. (2)两种衰变发出的粒子要牢记,α衰变为42He,β衰变为0-1e. (3)方程中间是箭头不是等号,方程两边总质量数、总电荷数相 同.
质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子.故选A.
【总结提升】放射性元素衰变的三大规律 (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.
半衰期的理解 【探究导引】 自然界中的碳主要是12C，也有少量的14C.14C具有放射性，能够 自发地进行β衰变，变成氮，半衰期为5 730年，14C的主要用 途是利用其衰变来进行年代测定.思考下列问题： (1)14C的衰变方程是怎样的？ (2)14C为什么能进行年代测定？

放射性元素的衰变 课件


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． 2．思考判断 (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)半衰期可以通过人工进行控制．(×)
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 衰变方程为：AZX→AZ－－24Y＋24He，实质是： 211H＋201n→42He.
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 衰变的方程为：AZX→Z＋A1Y＋－10e， 实质是：10n→11H＋－10 e.
放射性元素的衰变
原子核的衰变
1.基本知识 (1)定义 原子核放出 α粒子 或 β粒子 ，则核电荷数变了， 变成另一种 原子核 ，这种变化称为原子核的衰变．
(2)衰变分类
放出 α 粒子的衰变叫 α衰变
叫 β衰变
．
．放出 β 粒子的衰变
(3)衰变方程
29328U→29304Th＋ 42He
29304Th→29314Pa＋ －01e.
3．探究交流 某放射性元素的半衰期为 4 天，若有 100 个这样的原子 核，经过 4 天后还剩 50 个，这种说法对吗？ 【提示】 半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所 遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况， 因此，经过 4 天后，100 个原子核有多少发生衰变是不能确 定的，所以这种说法不对.
.
(4)衰变规律

放射性元素的衰变课件

(2)α 衰变：放射性元素放出 α 粒子的衰变叫作 α 衰变． (3)β 衰变：放射性元素放出 β 粒子的衰变叫作 β 衰变． 2．(1)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和 质量数都守恒． (2)衰变方程：α 衰变：AZX→AZ－－24Y＋24He； β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋－0 1e.
个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛
射出来，这就是放射元素的_α_衰___变___现象；原子核里虽没有电子， 但核内的___中__子___可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出 来，这就是__β_衰__变___．
(4)γ 射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数
值，当原子核发生 α 衰变、β 衰变后，新核往往处于高能级．这时
2．公式．
N
余＝N
原21Tt ，m
余＝m
1 t 原2T
式中 N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数或质量，N 余、
m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数或质量，t 表示
衰变时间，T 表示半衰期．
注：半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子
所处的物理状态(如压强、温度、环境)或化学状态(如单质、化合物)
放射性元素的衰变
1．原子核的衰变． (1)原子核的衰变：原子核放出 α 粒子或 β 粒子，由于 _核__电__荷__数_ 变 了 ， 它 在 周 期 表 中 的 位 置 变 了 ， 变 成 另 一 种 ___原__子__核_．这种变化称为原子核的___衰__变___． (2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质 量数都___守__恒___． α 衰变：质量数减少 4，电荷数减少 2，衰变方程为：AZ
解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定 的，与一般外界环境无关．原子核的衰变有一定的 速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变了 总数的一半．不同种类的原子核，其半衰期也不 同．若开始时原子核数目为 N0，经时间 t 剩下的原 子核数目为 N，半衰期为 T，则有如下关系式：N＝ N012Tt .若能测定出 N 与 N0 的比值．则就可求出时间 t 值，依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察 出土文物存在年代等．

放射性元素的衰变

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。

5.2 放射性元素的衰变


中子与大气中的氮 14 会产生以下核反应：147N＋10n→146C＋11H，产生的 146C 能自
发进行β衰变，其半衰期为 5 730 年，利用碳 14 的衰变规律可推断古木的年代。
下列说法正确的是
A.146C 发生β衰变的产物是 157N
考查核反应方程和反应规律
B.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 考查β衰变的本质
掺入放射性14C的用途是 A.催化剂 B.媒介质
C.组成元素
√D.示踪原子
例3 (多选)某医院利用放射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：(1) 放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；(2)能在较长的时间内提 供比较稳定的辐射强度。现有四种放射性同位素的放射线及半衰期如表所示。关于 在表中所列的四种同位素，下列说法正确的是
现了正电子获得1935年诺贝尔化学奖）
4 2
He1237A
l1350P
01n
30 15
P1340si
10e（11
H
01n10e）
四.放射性同位素及其应用
思考：1.什么事放射性同位素？ 2.人工放射性同位素与天然放射性同位素相比有何优点？ 3.人工放射性同位素的应用有哪些？
1.放射性同位素：具有放射性的同位素。 2.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.应用：①射线测厚仪 ③培优、保鲜
②放射治疗 ④示踪原子
①射线测厚仪 探测器能够测到那种射线？ 为什么？ 它的如何进行控制厚度的？
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。 为什么射线能够用于治疗癌 症呢？
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同时放出一个电子
γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射 线和β射线产生的，没有γ衰变。 强调： 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。
U 例：238 经过一系列衰变和衰变后，可
以变成92稳定的元素铅206 (28026Pb) ，问这
一过程衰变和衰变次数？
解：设经过x次衰变，y次衰变
可以判定B（D ）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变 a
C、磁场方向一定垂直于 纸面向里
b
D、不能判定磁场方向向 里还是向外
练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素的 原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向 与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半 径之比为44：1，如图所示：则（ ）ABC
（2） 衰变：放出粒子
衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
衰变的衰变方程:
e A
Z
X
Z A1Y
0 1
衰变:
A Z
X
Z A1Y
10e
23940Th29314Pa 10e
U 239
92
?
24 11
Na
?
U 239
92
29339Np
10e
24 11
Na
1224Mg
10e
思考与讨论
原子核里没有电子，β衰变中的 电子来自哪里？
答案：20天
注意：
1、“单个的微观事件是不可预测的”， 所以，放射性元素的半衰期，描述的是 统计规律。
2、半衰期的长短由核内部自身的因素决 定，跟所处的化学状态和外部条件都没 有关系。
五、应用
1、 人们利用地壳岩石中存在的微量的 放射性元素的衰变规律，测定地球的年 龄为46亿年。地壳有一部漫长的演变历 史，一部不断变化、不断发展的历史。
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
（1）衰变：放出粒子
衰变的衰变方程:
A Z
XY A4ຫໍສະໝຸດ Z 224He衰变:
A Z
X
Y A4
Z 2
24He
226 88
Ra
28262Rn
24He
U 238
92
?
U 238
92
23940Th
24He
23900Th ? 23900Th28286Ra 24He
U 238
92
28026Pb
x 24He
y
10e
238＝206＋4x
x＝8
92 = 82 + 2x - y
y＝6
小练习：
钍232经过6次衰变和4次衰变后变成 一种稳定的元素，这种元素是什么？它 的质量数是多少？它的原子序数是多少？
四、半衰期
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，叫做这种元素的半衰期。
2、不同的放射性元素， 半衰期不同
例如：
氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222的半衰期为1620
年 铀238衰变为钍234的半衰期长达
4.5×109年
3、半衰期的计算 例：已知钍234的半衰期是24天， 1g钍经过120天后还剩多少？
表达式:
公式：
小练习
铋210的半衰期是5天， 经过多少天后，20g铋还剩 1.25g?
§2. 放射性元素的衰变
放射性射线的性质
1. 三种射线 、、 2. 三种射线的性质：
射线种类 组成物质 速率 贯穿本领 电离本领
射线
氦核
4 2
He
电子
0 1
e
1 10
c
接近c
最弱 较强
最强 较弱
光子 c 最强 最弱
放射性元素的衰变
1. 原子核的衰变 原子核放出α粒子或β粒子，由于
核电荷数变了，它在周期表中的位置就 变了，变成另一种原子核。
2、碳14测年技术，14C是具有放射性的碳 的同位素，能够自发的进行β 衰变，变 成氮。
补充：
静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等， 方向相反 2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆
β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆
练习1：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如图所示。由图
01n
H1
1
10e
Y α衰变：
A Z
X
A4
Z 2
24He
e Y X β衰变：A Z
Z
A 1
0 1
说明：
1. 中间用单箭头，不用等号；
2. 是质量数守恒，不是质量守恒;
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
衰变本质： α衰变：原子核内少两个质子和两个中子 ,结
合成氦核
β衰变：原子核内的一个中子变成质子，
A、 α粒子与反冲粒子的动量 大小相等，方向相反
×
B、原来放射性元素的原子核 ×
××
×R1 ×
× ×
R2
电荷数为90
××××
C、反冲核的核电荷数为88
××××
D、α粒子与反冲核的速度之
比为1：88