人教版 (2019)选择性必修 第三册放射性元素的衰变教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册放射性元素的衰变教学ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了原子核的衰变，衰变的本质，衰变次数的计算，衰变中的动量守恒问题，放射性同位素及其应用，小试牛刀等内容，欢迎下载使用。
在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？
1. 定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。
α衰变：放出α粒子的衰变，如
β衰变：放出β粒子的衰变，如
α衰变：原子核自发放出α粒子而转变为新核的过程叫α衰变。
在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。
发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移2位。
α衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒，动量守恒
β衰变：原子核自发放出β粒子而转变为新核的过程叫β衰变。
β衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。
发生一次β衰变，因为原子序数增加1，所以相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向后移1位。
β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。
α衰变实质是核内的两个质子转化成了一个氦核。
事实表明，两个中子和两个质子能十分紧密地结合在一起，因此，在一定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α衰变。
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。
当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。
【注意】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。
两圆外切，α 粒子半径大
两圆内切，β粒子半径大
α衰变和β衰变在磁场中的轨迹分析
2．在磁场中径迹的特点
在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图2所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1。求：(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？
　　2.(多选)A、B是两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是 (　 　)A．磁场方向一定为垂直纸面向里B．A放出的是α粒子，B放出的是β粒子C．b为α粒子运动轨迹，c为β粒子运动轨迹D．a轨迹中粒子比b轨迹中的粒子动量大
1. 知道考古学家据什么推断古化石的年代吗?
要点提示：只要测出古化石中碳14的含量就可以根据碳14的半衰期推断古化石的年龄。
2. 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。(1)每经过一个半衰期，氡原子核的质量如何变化?。(2)从图中可以看出，经过两个半衰期未衰变的原子核还有多少?
要点提示(1)由衰变图可看出，每经过一个半衰期，氡原子核的质量变为原来的 。(2)经过两个半衰期未衰变的原子核还有 。
2. 意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量
1. 定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。 不同的放射性元素其半衰期不同。
1. 定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或发生状态变化的过程。
3. 规律：质量数和电荷数都守恒
2. 条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变。
⑴1919 年，卢瑟福发现质子的核反应。
⑵1932 年查德威克发现中子的核反应。
⑶1934 年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应。
4. 原子核人工转变的三大发现
衰变是原子核的自发变化，科学家更希望卫控制原子核的变化。如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。
很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它们被称为放射性同位素。
1. 放射性同位素的分类
2. 人工放射性同位素的优势（与天然的放射性物质相比）
⑵半衰期短，废料易处理。
(3)可以制成各种需要的形状。
在钢板一面，放置γ射线源，另一面放着接收装置。那么钢板越厚，接收到了射线信号越弱，根据信号强度就可以测量金属板的厚度。
——利用γ射线具有很强的穿透性
——γ射线对细胞有很强的杀伤力
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
——γ射线遗传基因发生变异
——γ射线可以杀死细菌
医学方面：给人注射碘的放射性同位素碘131,在颈部底部的甲状腺(红色，部分被遮蔽)，被放射性示踪剂碘131高亮着色。定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的疾病。
—— 同位素化学性质相同，这样就可以用放射性同位素了解各元素的流向。
农业方面：棉花在开花、结桃的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子.上，磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花的叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就解决了。
人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素，不过它们辐射的强度都在安全剂量之内。
然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。
生活中的放射性污染：装修建材、家居饰品
【例题】正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素氧15注入人体，参与人体的代谢过程。氧15在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理，回答下列问题：(1)写出氧15的衰变和正负电子湮灭的方程式。(2)将放射性同位素氧15注入人体， 氧15的主要用途是(　　)A.利用它的射线 B.作为示踪原子 C.参与人体的代谢过程 D.有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应________。(填“长”“短”或“长短均可”)
3.(多选)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数.由此可以判断下列选项正确的是（ ）A. 铀238的半衰期为90亿年B. 地球的年龄大约为45亿年C. 被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶4D. 被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶3