成才之路2016_2017学年高中物理第19章原子核第2节放射性元素的衰变.ppt

你知道考古学家靠什么推断古化石的年代吗？ 1．定义 原子核放出________或________，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成________原子核。 2．衰变的类型 一种是________，另一种是________，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。 1．定义 放射性元素的原子核有______发生衰变所需的时间，叫作半衰期。 2．决定因素 放射性元素衰变的快慢是由原子核_______因素决定的，跟原子所处的__________ (如温度、压强)或__________ (如单质、化合物)无关。 3．适用条件 半衰期是一个统计概念，是对_______的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，_______确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于______________。 一、对α衰变和β衰变的实质的正确理解 1．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，我们把这种变化称为原子核的衰变。α粒子、β粒子及γ射线都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的。 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。 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，从而放出高速电子流。 4．γ射线 是伴随α衰变或β衰变产生的，γ射线不改变原子核的电荷数和质量数。其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出γ光子。 特别提醒： (1)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能。 (2)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。 (3)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，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。 (1)当原子核发生α 衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？为什么？ (2)当发生β 衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？ 解析：(1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数各减少2个。因为α粒子是原子核内2个质子和2个中子结合在一起发射出来的。 (2)当原子核发生β衰变时，新核的核电荷数相对于原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移动了1个位次。 3．适用条件 半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核。 4．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。 分析：(1)可根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒求解； (2)根据每发生一次α衰变原子核的质子数和中子数均少2，每发生一次β衰变原子核的中子数少1，质子数多1来推算； (3)根据(1)的解答结果写方程。 点评：写核反应方程的基本原则是质量数守恒和电荷数守恒，依据这两个原则列方程就可确定α衰变和β衰变的次数，根据每发生一次α衰变新核的质子数和中子数均比原来的核少2，每发生一次β衰变中子数少1，质子数多1，就可计算多次衰变后的核与原来核的质子数和中子数的差值，也可根据其核电荷数和核质量数进行推算。 点评：找出每分钟衰变次数与其质量成正比这一隐含条件是解决本题的关键。 现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉，经过40分钟后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影。心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出；心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出。医生根据显像情况就可以判定被检测者心血管有无病变，并判断病变位置。 答案：B 解析：如果半衰期太短，则在放射期内，放射性物质的注射液尚未均匀地分布在血液中而无法完成检测工作，再则因放射强度较大而对人体造成伤害。如果半衰期太长，放射性物质长期残留在人体内也会对人体造成伤害。对比四个选项中的时间，应以10小时为宜，故正确选项应为B。 易错分析：不明确半衰期的真正含义，认为发生衰变的核的个数为一半指核的质量数变为一半，半数核发生衰变经历的时间指全部核衰变所经历时间的一半，而错选A、C项。不明确半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核的衰变规律的总结，而错选D。 正确解答：放射性元素的核从个数上看有半数发生衰变所经历的时间叫半衰期，A、C错，B正确；半衰期只适用于大量的原子核，D错误。 正确答案：B 半衰期的应用 易错案例剖析 第十