第2节放射性元素的衰变(课件).ppt

节放射性元素的衰放射性元素的衰变九章原子核九章原子核2021/3/29 星期一1回顾：三种放射性射线的性质回顾：三种放射性射线的性质三种射线、三种射线的性质：最弱最强c光子较弱较弱接近c电离本领贯穿本领速率组成物质射线射线种类氦核电子最强最弱2021/3/29 星期一2一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变遵循的原则：衰变遵循的原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，由于核粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。了，变成另一种原子核。1.1.原子核的衰变：我们把原子核由于放出某原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（变（decay）2021/3/29 星期一3（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变 3.3.原子核衰变的分类原子核衰变的分类:2021/3/29 星期一4（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变 3.3.原子核衰变的分类原子核衰变的分类:（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 2021/3/29 星期一5思考与思考与讨论原子核里没有电子，原子核里没有电子，衰变中的电子来自哪里衰变中的电子来自哪里？2021/3/29 星期一6（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变 3.3.原子核衰变的分类原子核衰变的分类:（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变（3 3）衰变衰变:伴随伴随 射射线或或 射射线产生生.2021/3/29 星期一7注意：注意：1、放射性元素衰变不可能有单独的放射性元素衰变不可能有单独的衰变！衰变！2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！生成了新的原子核！2021/3/29 星期一8例：例：经过一系列经过一系列 衰变和衰变和 衰变后，可以衰变后，可以变成稳定的元素铅变成稳定的元素铅206 206 ，问这一过程，问这一过程 衰变和衰变和 衰变次数？衰变次数？解：设经过解：设经过x x次次 衰变，衰变，y y次次 衰变衰变2382064x92=82+2x-yx8y62021/3/29 星期一9钍钍232经过经过6次次 衰变和衰变和4次次 衰变后变成一种衰变后变成一种稳定的元素，这种元素是什么？它的质量数稳定的元素，这种元素是什么？它的质量数是多少？它的原子序数是多少？是多少？它的原子序数是多少？练习：2021/3/29 星期一10二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的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。时间，叫做这种元素的半衰期。放射性元素的剩余放射性元素的剩余质量量与原有与原有质量的关系：量的关系：2021/3/29 星期一112 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同例如：例如：氡氡222222衰变为钋衰变为钋218218的半衰期为的半衰期为3.83.8天天 镭镭226226衰变为氡衰变为氡222222的半衰期为的半衰期为16201620年年 铀铀238238衰变为钍衰变为钍234234的半衰期长达的半衰期长达4.5104.5109 9年年2021/3/29 星期一123 3、半衰期的计算、半衰期的计算例：已知钍例：已知钍234234的半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g钍经过钍经过120120天后还剩多少？天后还剩多少？计算表达式计算表达式:放射性元素的剩余质量放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：与原有质量的关系：2021/3/29 星期一13练习练习1.1.铋铋210210的半衰期是的半衰期是5 5天，经过多少天后，天，经过多少天后，20g20g铋还剩铋还剩1.25g?1.25g?2.10克镭克镭226变为氡变为氡222的半衰期为的半衰期为1620年，有年，有人说：经过人说：经过1620年有一半镭发生衰变，还有镭年有一半镭发生衰变，还有镭（226）5克，再经过克再经过1620年另一半镭也发生了年另一半镭也发生了衰变，镭衰变，镭226就没有了，对吗？为什么？就没有了，对吗？为什么？2021/3/29 星期一14(1)“单个的微观事件是不可预测的单个的微观事件是不可预测的”，所以，放射，所以，放射性元素的半衰期，描述的是性元素的半衰期，描述的是统计规律统计规律。(2)半衰期的长短由半衰期的长短由核内部自身核内部自身的因素决定，跟所处的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件都没有关系。的化学状态和外部条件都没有关系。4 4、注意：、注意：2021/3/29 星期一15五、应用五、应用1 1、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的、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，测定地球的年龄为衰变规律，测定地球的年龄为4646亿年。地壳有一部亿年。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。漫长的演变历史，一部不断变化、不断发展的历史。2 2、碳、碳1414测年技术，测年技术，1414C C是具有放射性的碳的同位素，是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行能够自发的进行 衰变，变成氮。衰变，变成氮。2021/3/29 星期一16一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变原则：衰变原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。1.1.原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（新核的变化叫做原子核的衰变（decay）（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变（3 3）衰变衰变:总是伴随总是伴随 射线或射线或 射线产生射线产生.二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰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。变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。课堂总结课堂总结放射性元素半衰变是一个统计规律。放射性元素半衰变是一个统计规律。2021/3/29 星期一17判断古生物年代常用判断古生物年代常用14C定年法。若干万年以定年法。若干万年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有前，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。随着年代的的营养物质，死亡后不再吸收。随着年代的推移，其体内推移，其体内14C的含量为现代鸟的的含量为现代鸟的 ，已，已知地表中知地表中14C的含量基本不变，的含量基本不变，14C的半衰期的半衰期为为T年，试判断始祖鸟距今年代为：年，试判断始祖鸟距今年代为：A B C D 2高考题回顾：2021/3/29 星期一18高考题回顾：1图中图中P为放在匀强电场中的天然放射源，为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线其放出的射线 在电在电 场的作用下分成场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是三束，以下判断正确的是Aa为为射线、射线、b为为射线射线Ba为为射线、射线、b为为射线射线Cb为为射线、射线、C为为射线射线Db为为射线、射线、C为为射线射线BC2021/3/29 星期一192002年 上海10完成核反应方程：完成核反应方程：Th Pa 。衰变为衰变为 的半衰期是的半衰期是1.2分钟，则分钟，则64克克 经过经过6分钟还有分钟还有 克尚未衰变。克尚未衰变。2 高考题回顾：2021/3/29 星期一20例题分析为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8 107次，次，这种同位素半衰期为这种同位素半衰期为2天，该放射性同位素溶液在较天，该放射性同位素溶液在较短时间内与水库中水混合均匀短时间内与水库中水混合均匀.10天后从水库取出天后从水库取出1m3的水，并测得每分钟衰变的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水次，求水库的存水量为多少？量为多少？2.5 105m32021/3/29 星期一21例题分析例题：本题中用大写字母代表原子核，例题：本题中用大写字母代表原子核，E经经衰变成衰变成为为F，再经，再经衰变成为衰变成为G，再经，再经衰变成为衰变成为H。上述系。上述系列衰变可记为下式：列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：另一系列衰变如下：已知已知P和和F是同位素，则（是同位素，则（）A.Q和和G是同位素，是同位素，R和和H是同位素是同位素B.R和和E是同位素，是同位素，S和和F是同位素是同位素C.R和和G是同位素，是同位素，S和和H是同位素是同位素D.Q和和E是同位素，是同位素，R和和F是同位素是同位素B2021/3/29 星期一22例题分析例题：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原例题：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分别如图中粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所所示，由图可以知（示，由图可以知（）A.该核发生的该核发生的衰变衰变B.该核发生的该核发生的衰变衰变C.磁场方向一定垂直纸面向里磁场方向一定垂直纸面向里D.磁场方向向里还是向外不能判定磁场方向向里还是向外不能判定BDab2021/3/29 星期一23