5.2 原子核衰变及半衰期（共23张PPT）课件 2024-2025学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

第五章 原子核与核能 第2节 原子核衰变及半衰期 放射现象有着怎样的规律？我们如何利用放射性，又如何防护放射性污染？ 1.了解原子核的衰变，会正确书写衰变方程。 2.知道半衰期及其统计意义。 3.根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。 4.知道放射性的应用、污染与防止。 知识点一：原子核的衰变 原子核自发地放出 α粒子或 β粒子而转变为新核的现象。 1.原子核的衰变： 已知铀为92号元素，你能写出这个过程的反应方程式么？ ????????????????????????→????????????????????????????+???????????????? ? --α衰变 ⑴α衰变 92238U→90234Th+24He ? 衰变方程： 问题3：你能概括出α衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗？ 问题1：在α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？电荷数呢？ 问题2：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还是向后移？要移动几位？ α衰变的一般方程： ZAX→Z?2A?4Y+24He ? 质量数和电荷数都守恒 ⑵β衰变 已知钍为90号元素，你能写出这个过程的反应方程式么？ --β衰变 90234Th→91234Pa+?10e+???? ? (2)β衰变 衰变方程： 问题3：你能概括出β衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗？ 问题1：在β衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？电荷数呢？ 问题2：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还是向后移？要移动几位？ 质量数和电荷数都守恒 90234?????→91234????????+?10???? +???? ? ????????????→????+????????????+?????????????+???? ? β衰变的一般方程： 思考：衰变的α粒子、β粒子和γ光子怎么来的？ ①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。 α衰变的本质 211H+201????→24He ? ②研究发现， β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。 01n→11H+?10e ? β衰变的本质 ③γ射线的产生 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。 原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此，也存在着能级，同样是能级越低越稳定。 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。 m/m0 t /天 3.8 1/2 2×3.8 1/4 3×3.8 1/8 1/16 4×3.8 … … 知识点二：半衰期（τ） 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。 设某放射性元素的半衰期为T，原来的质量为M，经过时间t，该元素的剩余质量m为: ⑴元素的半衰期由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关。不同元素半衰期不同。 ⑵半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的。 半衰期为1.6×103年 半衰期为4.5×109年 半衰期为5.27年 半衰期为3.0×10-7秒 1.利用碳14检测年代 例如：提取古树木制成的碳样品1g，放在射线粒子计数器上进行测量。如果测得该样品每分钟衰变的次数是等质量现代树木所制碳样品的1/4就表明该古树木经过了14C的两个半衰期，即古树木距今约11460年。 三、放射性的应用 2.示踪原子 如果在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，用仪器探测它放出的射线，就可查明这种元素的行踪。人们把具有这种用途的放射性同位素称为示踪原子。 在医疗上，医生给病人口服或静脉注射某种放射性示踪剂，它们就会参与体内特定组织器官的物质循环和代谢，并不断放出射线。用探测仪器追踪探查，如通过正电子发射断层摄影（简称PET扫描仪），就可显示病人内脏器官是否发生病变。 3.同 ... ...