第2节 放射性元素的衰变 (赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 1.了解放射性和原子核衰变。2.知道半衰期及其统计意义。3.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。 1.知道衰变、半衰期并掌握原子核衰变的规律。了解核反应及放射性同位素应用的基本观念和实验证据。2.理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法。掌握核反应方程写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力。 一、原子核的衰变 1．定义：原子核自发地放出 _____或_____，变成另一种原子核的变化。 2．α衰变 (1)定义：放出_____的衰变过程。 (2)衰变方程：U―→Th＋_____。 3．β衰变 (1)定义：放出_____的衰变过程。 (2)衰变方程：Th―→Pa＋_____。 (3)衰变的实质：原子核内的中子转化成一个_____和一个电子，转化方程为：n―→_____＋e。 4．衰变规律：_____守恒，_____守恒。 5．γ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，向低能级跃迁时放出γ光子。 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．决定因素 不同的放射性元素，半衰期_____。放射性元素衰变的快慢是由_____的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件_____关系。 三、核反应 放射性同位素及其应用 1．核反应 (1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生_____或者_____的过程。 (2)遵循的规律：_____守恒，电荷数守恒。 [微情境·大道理] 1．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？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？ 2.如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素铱 192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数是77，通过β衰变放出γ射线，产生新核X，半衰期为74天，适合透照钢板厚度10～100 mm，已知钢板厚度标准为30 mm。 2.放射性同位素及其应用 (1)定义：具有_____的同位素。 (2)应用 ①用γ射线探测钢板的厚度。 ②在医疗方面，用钴60进行放射治疗。 ③利用γ射线照射种子，培育新品种；用γ射线照射食品，可以杀菌保鲜。 ④作为示踪原子，用于农业施肥及甲状腺疾病的诊断。 3．辐射与安全 人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有_____，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。, 根据以上描述，判断以下问题： (1)放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒。( ) (2)上述衰变方程为Ir―→X＋e。( ) (3)若有2 g铱 192，经过148天有1.0 g没有衰变。( ) (4)若探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于30 mm，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙。( ) 强化点(一) 原子核衰变的理解和应用 [要点释解明] 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X―→Y＋He X―→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成氦核2H＋2n―→He 1个中子转化为1个质子和1个电子n―→H＋e 典型方程 U―→Th＋He Th―→Pa＋ 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 [典例] U核经一系列的衰变后变为Pb核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)Pb与U相比，质子数和中子数各少了多少？ 尝试解答： 确定原子核衰变次数的两种方法 方法一：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 以上两式联立解得n＝，m＝＋Z′－Z 由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。 方法二：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 ... ...
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