第五章

原子核第2節

放射性元素的衰變在古代，不論是東方還是西方，都有一批追求，“點石成金”之術，他們試圖利用化學方法將一些普通的礦石變成黃金。當然，這些煉金術士的希望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？1.了解原子核的衰變，會正確書寫衰變方程。2.知道半衰期及其統計意義。3.根據質量數守恒和電荷數守恒寫出核反應方程。4.知道放射性同位素及其應用，知道射線的危害及防護。（電子

）（氦核

）放射性衰變后的原子核ɑ粒子β粒子放射性衰變后的原子核1.原子核的衰變：天然放射現象中原子核自發地放出

α射線或β射線，由于核電荷數變了，它在元素周期表中的位置就變了，就變成另一種原子核。一、原子核的衰變⑴α衰變：原子核自發放出α粒子而轉變為新核的過程叫α衰變。

原子核放出一個α粒子（），質量數減少4，電荷數減少2，就成了一個新原子核的過程。

2.衰變的種類衰變的種類α衰變β衰變

比如鈾238核放出一個α粒子后，質量數減少4，電荷數減少2，就變成了釷234核。衰變方程：ɑ粒子核核α衰變的一般方程：

在這個衰變過程中，衰變前的質量數等于衰變后的質量數之和；衰變前的電荷數等于衰變后的電荷數之和。發生一次α衰變，困為原子序數減小2，所以相對于原來的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置應當向前移2位。α衰變過程中質量數守恒，核電荷數守恒。⑵β衰變：原子核自發放出β粒子而轉變為新核的過程叫β衰變。

原子核放出一個β粒子（），質量數不變，電荷數增加1，就成了一個新原子核的過程。

比如

發生α衰變后產生的

也具有放射性，它放出一個β

粒子后質量數沒有改變，但電荷數增加了1，就變成鏷

。

核β粒子核“電荷數之和”指代數和，因為發生β衰變時，電子的電荷數是－1。在β衰變中，質量數、核電荷數有什么變化規律？原子核里沒有電子，β衰變中的電子來自哪里？

β衰變的一般方程：β衰變過程中質量數守恒，核電荷數守恒。β衰變過程中，衰變前的質量數等于衰變后的質量數之和；衰變前的電荷數等于衰變后的電荷數之和。思考與討論α衰變的本質

3.衰變的本質

β衰變的本質β衰變實質是核內的中子轉化成了一個質子和一個電子。α衰變實質是核內的兩個質子轉化成了一個氦核。

放射性的原子核在發生α衰變、β衰變時產生的新核處于高能級，這時它要向低能級躍遷，并放出γ光子。γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。

當放射性物質連續衰變時，原子核中有的發生α衰變，有的發生β衰變，同時伴隨著γ射線輻射。這時，放射性物質發出的射線中就會同時具有α、β、γ三種射線。α、β、γ三種射線同時出現4.γ射線的產生1.定義：放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間。m/m0t/天3.81/22×3.81/43×3.81/81/164×3.8……知識點二：半衰期（τ）

放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期。11.47.63.81/21/41/8m/m0t/天02.公式：若放射性元素原來的質量為m0

、原子數為N0；剩余的質量m，剩余的原子數為N，經過時間t，則：

①經過n個半衰期(T)其剩余的質量為：②經過n個半衰期后剩余的粒子數為：⑴元素的半衰期由原子核內部的因素決定，只與元素的種類有關，跟元素所處的物理或化學狀態無關。不同元素半衰期不同。⑵半衰期是一個統計規律，只對大量的原子核才適用，對少數原子核是不適用的。

例如：氡222衰變為釙218的半衰期為3.8天

鐳226衰變為氡222的半衰期為1620年

鈾238衰變為釷234的半衰期長達4.5×109年1.定義：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核或發生狀態變化的過程。3.規律：質量數和電荷數都守恒2.條件：用α粒子、質子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發生轉變。三、核反應⑴1919年，盧瑟福發現質子的核反應。⑵1932年查德威克發現中子的核反應。⑶1934年約里奧·居里夫婦發現放射性同位素和正電子的核反應。4.原子核人工轉變的三大發現很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱為放射性同位素。1.放射性同位素的分類⑴天然放射性同位素。⑵人工放射性同位素。2.人工放射性同位素的優勢（與天然的放射性物質相比）（1）放射強度容易控制。（2）半衰期短，廢料易處理。不過40多種已達1000多種（3）可以制成各種需要的形狀。四、放射性同位素（1）射線測厚儀在鋼板一面，放置γ射線源，另一面放著接收裝置。那么鋼板越厚，接收到了射線信號越弱，根據信號強度就可以測量金屬板的厚度。——利用γ射線具有很強的穿透性3.放射性同位素及其應用(2)放射治療——γ射線對細胞有很強的殺傷力伽馬刀治療癌癥經照射未經照射培優育種（3）農業應用

γ射線使種子的遺傳基因發生變異，殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發芽，延長保存期等醫學方面：給人注射碘的放射性同位素碘131,在頸部底部的甲狀腺(紅色，部分被遮蔽)，被放射性示蹤劑碘131高亮著色。定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的疾病。(4)示蹤原子——同位素化學性質相同，這樣就可以用放射性同位素了解各元素的流向。農業方面：棉花在開花、結桃的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子.上，磷肥也能被吸收。但是，什么時候的吸收率最高、磷在作物內能存留多長時間、磷在作物體內的分布情況等，用通常的方法很難研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花的葉面上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，上面的問題就解決了。

人類一直生活在放射性的環境中。例如，地球上的每個角落都有來自宇宙的射線，我們周圍的巖石，其中也有放射性物質。不過這些射的強度都在安全劑量之內，對我們沒有傷害。電磁信號五、輻射與安全

體檢時還會做X射線透視，這更是劑量比較大的照射。不過這些射的強度都在安全劑量之內，對我們沒有傷害。香煙中含有釙210我們的食物和日常用品中，有的也具有放射性.食鹽和有些水晶眼鏡片中含有鉀40然而過量的射線對人體組織有破壞作用，這種破壞往往是對細胞核的破壞，有時不會馬上察覺。所以使用放射性同位素質，都必須嚴格遵守操作規程，做好防護。防止對空氣，水源等的污染。放射性物質標志核反應堆外層的厚厚的水泥建筑在生活中要有防范意識，盡可能遠離放射源.1.(多選)對放射性的應用，下列說法中正確的是(

)A.射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體正常細胞不會有傷害作用B.對有放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理C.γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制容器里，而不能隨意放置D.對可能產生放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的BCD2.(多選)地球的年齡到底有多大，科學家利用天然放射性元素的衰變規律，通過對目前發現最古老的巖石中鈾和鉛含量來推算.測得該巖石中現含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半，鈾238衰變后形成鉛206，鈾238的相對含量隨時間變化的規律如圖所示，圖中N為鈾238的原子數，N0為鈾和鉛的總原子數.由此可以判斷下列選項正確的是（）A.鈾238的半衰期為90億年B.