2 放射性元素的衰变 有人说：“γ射线是电磁波，对人类有害，手机、微波炉等用电器都能产生电磁波，因而不能使用！”这种说法对吗？ 提示：不对，手机和微波炉等确实能产生电磁波，γ射线也是电磁波，但两者在能量上有较大的区别，手机等放出的电磁波属于微波范围，波长与γ射线相比较大，频率较小，因而穿透本领及电离本领都很弱，对人体危害很小．但γ射线频率很大，能量很高，因而使用不当时，对人体危害较大． 半衰期就是原子核衰变了一半的时间，所以两个原子核经过一个半衰期后就会有一个核发生了衰变，而另一个核完好并不发生衰变，对不对，为什么？ 提示：不对，半衰期是一个统计规律，只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半，都是不可预知的． 考点一 原子核衰变及其规律 1．α衰变和β衰变的实质 (1)α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是α衰变现象．即2n＋2H→He (2)β衰变的实质：β衰变是原子核中的中子放出一个电子，即β粒子放射出来，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1，即n→H＋e 2．衰变次数的计算方法 (1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质量数守恒和核电荷数守恒． (2)计算方法： 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，则表示该核反应的方程为 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． 【例1】 放射性元素钚核Pu经过多少次α、β衰变后将变成铅核Pb? 可由衰变规律写出通用的衰变方程，即： 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：X―→Y＋nHe＋me. 然后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. 【答案】 9次α衰变，6次β衰变 【解析】 设此过程中发生了x次α衰变、y次β衰变，则衰变方程可以写成 根据衰变中的电荷数守恒与质量数守恒建立下面方程： 解得：x＝9，y＝6. 故此过程经历了9次α衰变与6次β衰变． 总结提能 确定衰变次数，往往由质量数的改变先确定α衰变的次数，因为β衰变对质量数无影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数，这种做法比较简捷． 由原子核的衰变规律可知( C ) A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线 B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变 C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 解析：一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减少1. 考点二 放射性元素的半衰期及其应用 1．半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差别很大． 2．半衰期公式：N余＝N原()t/τ，m余＝m0()t/τ.式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期． 3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核． 【例2】 为测定水库的存水量，将一瓶放射性溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分 ... ...
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