物理2 放射性元素的衰变图文课件ppt

2　放射性元素的衰变

第1课时　原子核的衰变　半衰期

[学习目标]　1.知道什么是α衰变和β衰变，能运用衰变规律写出衰变方程.2.知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行简单计算．

一、原子核的衰变

1．定义：原子核自发地放出________或________，而变成另一种原子核的变化．

2．衰变类型

(1)α衰变：

原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数________，电荷数________，U的α衰变方程：U→Th＋________.

(2)β衰变：

原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数________，电荷数________，

Th的β衰变方程：Th→Pa＋________.

3．衰变规律：________守恒，________守恒．

二、半衰期

1．定义：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间．

2．特点

(1)不同的放射性元素，半衰期________，甚至差别非常大．

(2)放射性元素衰变的快慢是由_______决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件______．

3．适用条件：半衰期描述的是____________，不适用于少数原子核的衰变．

判断下列说法的正误．

(1)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．(　　)

(2)β衰变是原子核外电子的电离．(　　)

(3)把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变．(　　)

(4)某原子核衰变时，放出一个β粒子后，原子核的中子数少1，原子序数加1.(　　)

(5)氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后一定只剩下一个氡原子核．(　　)

一、原子核的衰变

导学探究

如图为α衰变、β衰变示意图．

(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？

(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？

知识深化

原子核衰变的理解

考向1　衰变规律的理解

例1　(2021·大荔县期末)U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．图中a是208

B．Y和Z都是β衰变

C．X衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的

D．X衰变中放出的射线电离能力最强

考向2　衰变次数的计算

例2　(2021·昌吉州高二期中)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列判断中正确的是(　　)

A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子

B.Bi的原子核比Np的原子核少8个中子

C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变

D．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变

1．衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“＝”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化．

2．衰变次数的判断技巧

(1)方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：X→Y＋nHe＋me

根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：

A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.

(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．

二、半衰期

导学探究

如图为始祖鸟的化石，美国科学家威拉得·利比运用了半衰期的原理发明“碳－14年代测定法”，并因此荣获了1960年的诺贝尔奖．利用“碳－14年代测定法”可以估算出始祖鸟的年龄．

(1)为什么能够运用半衰期来计算始祖鸟的年龄？

(2)若有10个具有放射性的原子核，经过一个半衰期，则一定有5个原子核发生了衰变，这种说法是否正确，为什么？

知识深化

对半衰期规律的理解

例3　(2022·隆回县第二中学月考)下列关于放射性元素半衰期的说法正确的是(　　)

A．半衰期越长对环境的影响时间越长

B．通过化学方法可以改变放射性元素的半衰期

C．通过物理方法可以改变放射性元素的半衰期

D．100个放射性元素原子核经过一个半衰期后剩余50个未衰变的原子核

例4　(2022·奉新县第一中学高二月考)放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5 730年．该衰变的核反应方程式为________.C的生成和衰变通常是平衡的，即生物活体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸距今约有________年．

针对训练　(2021·太原市山西大学附中高二模拟)一块铀矿石中含U的质量为m，铀衰变后生成铅Pb，U的半衰期为T.则下列说法中正确的是(　　)

A．一个U原子核中含有92个中子

B．加热该铀矿石能使铀核衰变速度变快

C．经过2T时间后该矿石中U的质量还剩

D．400个U原子核经半衰期T后还剩余200个