人教版高中物理選擇性必修第三冊講義5.2《放射性元素的衰變》(含解析)

1、2放射性元素的衰變放射性元素的衰變學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1物理觀念物理觀念知道衰變、半衰期及原子核衰變的規(guī)律知道衰變、半衰期及原子核衰變的規(guī)律，了解核反應(yīng)及了解核反應(yīng)及放射性同位素應(yīng)用的基本觀念和相關(guān)實驗證據(jù)。放射性同位素應(yīng)用的基本觀念和相關(guān)實驗證據(jù)。2.科學(xué)思維科學(xué)思維理解原子核的衰變規(guī)律理解原子核的衰變規(guī)律及半衰期的計算方法及半衰期的計算方法，掌握核反應(yīng)方程的寫法與放射性同位素的應(yīng)用掌握核反應(yīng)方程的寫法與放射性同位素的應(yīng)用，培養(yǎng)分析培養(yǎng)分析、推理推理能力。能力。3.科學(xué)探究科學(xué)探究通過學(xué)習(xí)科學(xué)家對放射性元素衰變的探究通過學(xué)習(xí)科學(xué)家對放射性元素衰變的探究，學(xué)會觀察和思考學(xué)會觀察和思考，提提升科

2、學(xué)探究的能力。升科學(xué)探究的能力。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任科學(xué)態(tài)度與責(zé)任學(xué)會堅持實事求是的科學(xué)態(tài)度學(xué)會堅持實事求是的科學(xué)態(tài)度，體驗科學(xué)家體驗科學(xué)家探索科學(xué)規(guī)律的艱辛和科學(xué)研究的價值探索科學(xué)規(guī)律的艱辛和科學(xué)研究的價值，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。閱讀本節(jié)教材閱讀本節(jié)教材，回答第回答第 108 頁頁“問題問題”并梳理必要的知識點并梳理必要的知識點。教材教材 P108“問題問題”提示：提示：真的存在真的存在，但不是化學(xué)方法但不是化學(xué)方法，是原子核的衰變。是原子核的衰變。一、原子核的衰變一、原子核的衰變1定義定義原子核自發(fā)地放出原子核自發(fā)地放出粒子粒子或或粒子粒子， 由于核電荷數(shù)變了由于核電荷數(shù)變了， 它在元

3、素周期表中的位置就它在元素周期表中的位置就變了變了，變成另一種變成另一種原子核原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變我們把這種變化稱為原子核的衰變。2衰變分類衰變分類(1)衰變：放出衰變：放出粒子的衰變粒子的衰變。(2)衰變：放出衰變：放出粒子的衰變粒子的衰變。3衰變過程衰變過程23892U23490Th4 42 2He。23490Th23491Pa0 01 1e。4衰變規(guī)律衰變規(guī)律(1)原子核衰變時原子核衰變時電荷數(shù)電荷數(shù)和和質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)都守恒都守恒。(2)任何一種放射性元素只有一種放射性任何一種放射性元素只有一種放射性，不能同時既有不能同時既有放射性又有放射性又有放射性放射性，而而射線伴隨

4、射線伴隨衰變或衰變或衰變產(chǎn)生衰變產(chǎn)生。說明：說明：原子核衰變時質(zhì)量數(shù)守恒原子核衰變時質(zhì)量數(shù)守恒，但不是質(zhì)量守恒但不是質(zhì)量守恒，有質(zhì)量減少有質(zhì)量減少(也叫質(zhì)量虧損也叫質(zhì)量虧損)。二、半衰期與核反應(yīng)二、半衰期與核反應(yīng)1半衰期半衰期(1)定義定義放射性元素的原子核有放射性元素的原子核有半數(shù)半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間發(fā)生衰變所需的時間。(2)決定因素決定因素放射性元素衰變的快慢是由放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身核內(nèi)部自身的因素決定的的因素決定的， 跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系部條件沒有關(guān)系。不同的放射性元素不同的放射性元素，半衰期半衰期不同不同。(3)應(yīng)用應(yīng)用利用半衰

5、期非常穩(wěn)定這一特點利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點，可以測量其衰變程度可以測量其衰變程度、推斷時間推斷時間。2核反應(yīng)核反應(yīng)(1)人工核轉(zhuǎn)變：人工核轉(zhuǎn)變：147N4 42 2He178O1 11 1H。(2)定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核新原子核的過程的過程。(3)特點：在核反應(yīng)中特點：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒守恒、電荷數(shù)電荷數(shù)守恒守恒。說明說明：半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，只對大量原子核有意義只對大量原子核有意義，對少數(shù)原子對少數(shù)原子核沒有意義。核沒有意義。三、放射性同位素的應(yīng)用與安全三、放射性同位素的應(yīng)用與安全

6、1放射性同位素：放射性同位素：很多元素都存在一些具有很多元素都存在一些具有放射性放射性的同位素的同位素，它們被稱為放射性它們被稱為放射性同位素同位素。2放射性同位素的應(yīng)用：放射性同位素的應(yīng)用：(1)射線測厚儀射線測厚儀。(2)放射治療放射治療。(3)培優(yōu)培優(yōu)、保鮮保鮮。(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的相同的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素替換用放射性同位素替換非放射性的同位素后非放射性的同位素后，可以探測出原子到達(dá)的位置可以探測出原子到達(dá)的位置。3輻射與安全：輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組

7、織過量的射線對人體組織有破壞有破壞作用作用。要防止放射性物質(zhì)對水源要防止放射性物質(zhì)對水源、空氣空氣、用具等的污染用具等的污染。說明：說明：一般放射性同位素半衰期短一般放射性同位素半衰期短，而且強(qiáng)度容易控制而且強(qiáng)度容易控制，使用更廣泛。使用更廣泛。1思考判斷思考判斷(正確的打正確的打“”“”，錯誤的打錯誤的打“”“”)(1)原子核發(fā)生原子核發(fā)生衰變時衰變時，核的質(zhì)子數(shù)減少核的質(zhì)子數(shù)減少 2，而質(zhì)量數(shù)減少而質(zhì)量數(shù)減少 4。()(2)對放射性元素加熱時對放射性元素加熱時，其半衰期縮短其半衰期縮短。()(3)衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變均滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變均滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷

8、數(shù)守恒。()(4)在用到射線時在用到射線時，利用人工放射性同位素和天然放射性物質(zhì)都可以利用人工放射性同位素和天然放射性物質(zhì)都可以。()2(多選多選)原子核原子核23892U 經(jīng)放射性衰變經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍俗優(yōu)樵雍?3490Th，繼而經(jīng)放射性衰變繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樽優(yōu)樵雍嗽雍?3491Pa，再經(jīng)放射性衰變再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍俗優(yōu)樵雍?3492U。下列選項正確的是下列選項正確的是()A是是衰變衰變B是是衰變衰變C是是衰變衰變D是是衰變衰變ABC23892U23490Th，質(zhì)量數(shù)少質(zhì)量數(shù)少 4，電荷數(shù)少電荷數(shù)少 2，說明說明為為衰變衰變，A 正確；正確；23490Th23491Pa

9、，質(zhì)子數(shù)加質(zhì)子數(shù)加 1，質(zhì)量數(shù)不變質(zhì)量數(shù)不變，說明說明為為衰變衰變，中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子，B 正確正確；23491Pa23492U，質(zhì)子數(shù)加質(zhì)子數(shù)加 1，質(zhì)量數(shù)不變質(zhì)量數(shù)不變，說明說明為為衰變衰變，中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子，C 正確正確，D 錯誤。錯誤。 3(多選多選)關(guān)于放射性的應(yīng)用關(guān)于放射性的應(yīng)用，下列說法正確的是下列說法正確的是()A利用利用射線使空氣電離射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走把靜電荷導(dǎo)走B利用利用射線照射植物的種子射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加使產(chǎn)量顯著增加C利用利用射線來治療肺癌射線來治療肺癌、食道癌等疾病食道癌等疾病D利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)

10、性質(zhì)相同利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子作為示蹤原子ACD射線的電離作用很強(qiáng)射線的電離作用很強(qiáng)，利用利用射線的電離作用射線的電離作用，A 正確正確；射線對生物具有射線對生物具有物理物理、化學(xué)作用化學(xué)作用，照射種子可使基因變異照射種子可使基因變異，可用于放射性治療可用于放射性治療，射線不具有生物作用射線不具有生物作用，B 錯誤錯誤，C 正確正確；同位素的核外電子數(shù)相同同位素的核外電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相同化學(xué)性質(zhì)相同，放射性同位素帶有放射性同位素帶有“放射放射性標(biāo)記性標(biāo)記”，可用探測器探測可用探測器探測，D 正確。正確。對原子核衰變的理解對原子核衰變的理解(教師用書

11、獨具教師用書獨具)教材教材 P109“思考與討論思考與討論”提示：新核的質(zhì)量數(shù)與原來的核質(zhì)量數(shù)減提示：新核的質(zhì)量數(shù)與原來的核質(zhì)量數(shù)減少少 4，在元素周期表中位置向前移兩位在元素周期表中位置向前移兩位。衰變的質(zhì)量數(shù)減少衰變的質(zhì)量數(shù)減少 4，核電荷數(shù)減少核電荷數(shù)減少 2。原子核原子核衰變實質(zhì)是放出一個氦原子核衰變實質(zhì)是放出一個氦原子核，衰變實質(zhì)是放出一個電子。衰變實質(zhì)是放出一個電子。試探究：試探究：(1)放射性元素能不能一次衰變同時產(chǎn)生放射性元素能不能一次衰變同時產(chǎn)生射線和射線和射線？射線？(2)射線又是怎樣產(chǎn)生的？射線又是怎樣產(chǎn)生的？提示：提示：(1)不能不能，一次衰變只能是一次衰變只能是衰變或

12、衰變或衰變衰變，而不能同時發(fā)生而不能同時發(fā)生衰變和衰變和衰變。衰變。(2)放射性的原子核在發(fā)生放射性的原子核在發(fā)生衰變、衰變、衰變時產(chǎn)生的新核處于高能級衰變時產(chǎn)生的新核處于高能級，這時它要向低這時它要向低能級躍遷能級躍遷，并放出并放出光子。光子。1衰變實質(zhì)衰變實質(zhì)衰變衰變： 原子核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個原子核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個粒子粒子， 并在一定條件下作為一個并在一定條件下作為一個整體從較大的原子核中拋射出來整體從較大的原子核中拋射出來，產(chǎn)生產(chǎn)生衰變衰變。轉(zhuǎn)化方程為轉(zhuǎn)化方程為 21 10 0n21 11 1H4 42 2He。衰變衰變：原子核內(nèi)的一個中子變成一個質(zhì)子留在原子

13、核內(nèi)原子核內(nèi)的一個中子變成一個質(zhì)子留在原子核內(nèi)，同時放出一個電子同時放出一個電子，即即粒子放射出來粒子放射出來。轉(zhuǎn)化方程為轉(zhuǎn)化方程為1 10 0n11H01e。2衰變規(guī)律衰變規(guī)律原子核發(fā)生衰變時原子核發(fā)生衰變時，遵循三個守恒定律遵循三個守恒定律(1)衰變前后的電荷數(shù)守恒衰變前后的電荷數(shù)守恒。(2)質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)守恒。(3)動量守恒動量守恒。3衰變方程通式衰變方程通式(1)衰變：衰變：A AZ ZXA4Z2Y4 42 2He。(2)衰變：衰變：A AZ ZXAZ1Y01e。4確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧(1)方法方法： 設(shè)放射性元素設(shè)放射性元素A AZ ZX 經(jīng)

14、過經(jīng)過 n 次次衰變和衰變和 m 次次衰變后衰變后， 變成穩(wěn)定的新元素變成穩(wěn)定的新元素AZY，則衰變方程為：則衰變方程為：A AZ ZXAZYn4 42 2Hem01e根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm以上兩式聯(lián)立解得：以上兩式聯(lián)立解得：nAA4，mAA2ZZ由此可見由此可見，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個二元一次方程組確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個二元一次方程組。(2)技巧：為了確定衰變次數(shù)技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)衰變的次數(shù)(這是因為這是因為衰變的次數(shù)多少對質(zhì)量數(shù)沒有影響衰變的次數(shù)多少

15、對質(zhì)量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定然后根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù)衰變的次數(shù)?！纠纠?1】23892U 核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)楹私?jīng)一系列的衰變后變?yōu)?0682Pb 核核，問：問：(1)一共經(jīng)過幾次一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變和幾次衰變？衰變？(2)20682Pb 與與23892U 相比相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？(3)綜合寫出這一衰變過程的方程綜合寫出這一衰變過程的方程。思路點撥：思路點撥：(1)衰變和衰變和衰變方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。衰變方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。(2)在寫方程時用在寫方程時用“”“”而不能用而不能用“”號號，因為質(zhì)

16、量并不相等因為質(zhì)量并不相等，且也不可逆。且也不可逆。解析解析(1)設(shè)設(shè)23892U 衰變?yōu)樗プ優(yōu)?0682Pb 經(jīng)過經(jīng)過 x 次次衰變和衰變和 y 次次衰變。由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷衰變。由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得數(shù)守恒可得2382064x92822xy聯(lián)立聯(lián)立解得解得 x8，y6即一共經(jīng)過即一共經(jīng)過 8 次次衰變和衰變和 6 次次衰變。衰變。(2)由于每發(fā)生一次由于每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少少 2， 每發(fā)生一次每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減衰變中子數(shù)減少少 1，而質(zhì)子數(shù)增加而質(zhì)子數(shù)增加 1，故故20682Pb 較較23892U 質(zhì)子數(shù)少質(zhì)子數(shù)少 10，中子數(shù)少中子數(shù)少 22

17、。(3)衰變方程為衰變方程為23892U20682Pb84 42 2He60 01 1e。 答案答案 (1)8 次次衰變和衰變和 6 次次衰變衰變(2)1022(3)23892U20682Pb84 42 2He601e衰變次數(shù)的判斷方法衰變次數(shù)的判斷方法(1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。(2)每發(fā)生一次每發(fā)生一次衰變衰變，質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少 2。(3)每發(fā)生一次每發(fā)生一次衰變衰變，中子數(shù)減少中子數(shù)減少 1，質(zhì)子數(shù)增加質(zhì)子數(shù)增加 1。跟進(jìn)訓(xùn)練跟進(jìn)訓(xùn)練1(多選多選)原子序數(shù)大于或等于原子序數(shù)大于或等于 83 的所有元素的所有元素，都

18、能自發(fā)地放出射線都能自發(fā)地放出射線。這些射線共這些射線共有三種：有三種：射線射線、射線和射線和射線射線。下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A原子核每放出一個原子核每放出一個粒子粒子，原子序數(shù)減少原子序數(shù)減少 2B原子核每放出一個原子核每放出一個粒子粒子，原子序數(shù)增加原子序數(shù)增加 4C原子核每放出一個原子核每放出一個粒子粒子，原子序數(shù)減少原子序數(shù)減少 1D原子核每放出一個原子核每放出一個粒子粒子，原子序數(shù)增加原子序數(shù)增加 1AD發(fā)生一次發(fā)生一次衰變衰變，核電荷數(shù)減少核電荷數(shù)減少 2，質(zhì)量數(shù)減少質(zhì)量數(shù)減少 4，原子序數(shù)減少原子序數(shù)減少 2；發(fā)生一；發(fā)生一次次衰變衰變，核電荷數(shù)、原子序數(shù)增加核

19、電荷數(shù)、原子序數(shù)增加 1，故故 A、D 正確。正確。半衰期的理解與應(yīng)用半衰期的理解與應(yīng)用放射性元素氡放射性元素氡(22286Rn)經(jīng)經(jīng)衰變成為釙衰變成為釙(21884Po)，半衰期約為半衰期約為 3.8 天天；但勘測表明但勘測表明，經(jīng)過經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的礦石。的礦石。試探究試探究：(1)甲同學(xué)說甲同學(xué)說22286Rn 主要存在于地球深處的礦石中主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的溫度和壓力改變了它的半衰期半衰期，這種說法對嗎？這種說法對嗎？(2)如果不對如果不對，那到底是什

20、么原因呢？那到底是什么原因呢？提示：提示：(1)不對。放射性元素的半衰期由原子核本身的因素決定不對。放射性元素的半衰期由原子核本身的因素決定，與外界環(huán)境等因與外界環(huán)境等因素?zé)o關(guān)。素?zé)o關(guān)。(2)地殼中原有的地殼中原有的22286Rn 早已衰變完了早已衰變完了，目前地殼中的目前地殼中的22286Rn 主要來自其他放射性元主要來自其他放射性元素的衰變。素的衰變。1對半衰期的理解：對半衰期的理解：半衰期表示放射性元素衰變的快慢半衰期表示放射性元素衰變的快慢。2半衰期公式：半衰期公式：N余余N原原12t，m余余m012t，式中式中 N原原、m0表示衰變前的原子數(shù)表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量和質(zhì)量，N余余、m

21、余余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，t 表示衰變時間表示衰變時間，表示表示半衰期半衰期。3適用條件：適用條件：半衰期是一個統(tǒng)計概念半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于對于一個特定的原子核一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變無法確定其何時發(fā)生衰變，半衰期只適用于大量的原子核半衰期只適用于大量的原子核?！纠纠?2】碘碘 131 核不穩(wěn)定核不穩(wěn)定，會發(fā)生會發(fā)生衰變衰變，其半衰期為其半衰期為 8 天天。(1)碘碘 131 核的衰變方程：核的衰變方程：13153I_(衰變后的元素用衰變后的元素用 X

22、表示表示)。(2)經(jīng)過經(jīng)過_天天 75%的碘的碘 131 核發(fā)生了衰變核發(fā)生了衰變。解析解析(1)13153I13154X0 01 1e(2)75%的碘發(fā)生了衰變的碘發(fā)生了衰變，即即 25%的未衰變。的未衰變。即即mm025%14122共經(jīng)歷了兩個半衰期即共經(jīng)歷了兩個半衰期即 16 天。天。 答案答案 (1)13153I13154X01e(2)16有關(guān)半衰期的兩點提醒有關(guān)半衰期的兩點提醒(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，而不是樣本質(zhì)量而不是樣本質(zhì)量減少一半的時間。減少一半的時間。(2)經(jīng)過經(jīng)過 n 個半衰期個半衰期，

23、剩余原子核剩余原子核 N剩剩12nN總總。跟進(jìn)訓(xùn)練跟進(jìn)訓(xùn)練2新發(fā)現(xiàn)的一種放射性元素新發(fā)現(xiàn)的一種放射性元素 X，它的氧化物它的氧化物 X2O 的半衰期為的半衰期為 8 天天，X2O 與與 F 發(fā)生發(fā)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 2X2O2F2=4XFO2之后之后，XF 的半衰期為的半衰期為()A2 天天B4 天天C8 天天D16 天天C放射性元素的衰變快慢由原子核內(nèi)部的自身因素決定放射性元素的衰變快慢由原子核內(nèi)部的自身因素決定，與原子的化學(xué)狀態(tài)無與原子的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)關(guān)，故半衰期仍為故半衰期仍為 8 天天，A、B、D 錯誤錯誤，C 正確。正確。核反應(yīng)與放射性同位素的應(yīng)用核反應(yīng)與放射性同位素的應(yīng)用用人工方法得

24、到放射性同位素用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)，天然放射性同位素只不天然放射性同位素只不過過40 幾種幾種， 而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)而今天人工制造的放射性同位素已達(dá) 1 000 多種多種。 放射性同位素在工業(yè)放射性同位素在工業(yè)、 農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面都得到了廣泛的應(yīng)用。醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面都得到了廣泛的應(yīng)用。試探究：試探究：(1)帶電的驗電器在放射線照射下電荷會很快消失帶電的驗電器在放射線照射下電荷會很快消失，這是什么原因？這是什么原因？(2)在我國首次用人工方法合成牛胰島素時在我國首次用人工方法合成牛胰島素時，需要證明人

25、工合成的牛胰島素結(jié)晶跟需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素結(jié)晶是同一種天然牛胰島素結(jié)晶是同一種，為此采用放射性同位素為此采用放射性同位素14C 的作用是什么？的作用是什么？提示：提示：(1)放射線的電離作用放射線的電離作用，空氣中與驗電器所帶電荷電性相反的離子與之中和空氣中與驗電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，所以使驗電器所帶電荷消失。所以使驗電器所帶電荷消失。(2)示蹤原子。示蹤原子。1核反應(yīng)核反應(yīng)(1)原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)11919 年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：147N4 42 2He178O1 11 1H。21932 年查德威

26、克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：9 94 4Be4 42 2He126C1 10 0n。31934 年約里奧年約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：2713Al4 42 2He3015P1 10 0n；3015P3014Si01e。(2)人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較1不同點：原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反應(yīng)不同點：原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生需要一定的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化而衰變是原子核的自發(fā)變

27、化，它不受物理和化學(xué)條件它不受物理和化學(xué)條件的影響的影響。2相同點相同點：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)反應(yīng)前后粒子總動量守恒前后粒子總動量守恒。2 2放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素的應(yīng)用(1)放射性同位素的分類放射性同位素的分類可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素兩種可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素兩種，天然放射性同位素不過天然放射性同位素不過 40 多多種種，而人工放射性同位素已達(dá)而人工放射性同位素已達(dá) 1 000 多種多種，每種元素都有自己的放射性同位素每種元素都有自己的放射性同位素。(2)

28、人工放射性同位素的優(yōu)點人工放射性同位素的優(yōu)點1放射強(qiáng)度容易控制放射強(qiáng)度容易控制。2可以制成各種所需的形狀可以制成各種所需的形狀。3半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多， 放射性廢料容易處理放射性廢料容易處理。 因此因此， 凡是用到射線時凡是用到射線時，用的都是人工放射性同位素用的都是人工放射性同位素。(3)放射性同位素的主要應(yīng)用放射性同位素的主要應(yīng)用利用它的射線利用它的射線。a.a.工業(yè)部門使用射線測厚度工業(yè)部門使用射線測厚度利用利用射線的穿透特性；射線的穿透特性；b.b.農(nóng)業(yè)應(yīng)用農(nóng)業(yè)應(yīng)用利用利用射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌

29、殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期等；延長保存期等；c.c.醫(yī)療上醫(yī)療上利用利用射線的高能量治療癌癥射線的高能量治療癌癥。作為示蹤原子作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，通過探測放通過探測放射性同位素的射線確定其位置射性同位素的射線確定其位置?！纠纠?3】(多選多選)關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用下列說法中正確的有關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用下列說法中正確的有()A放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到了消除有害靜電的因此達(dá)到了消除有害靜電的目的目的B利用利用

30、射線的貫穿性可以為金屬探傷射線的貫穿性可以為金屬探傷C用放射線照射作物種子能使其用放射線照射作物種子能使其 DNA 發(fā)生變異發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種種D用用射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷以免對人體正常組織造成太大的傷害害思路點撥：思路點撥：(1)射線電離能力強(qiáng)。射線電離能力強(qiáng)。(2)射線的穿透能力強(qiáng)。射線的穿透能力強(qiáng)。BD利用放射線消除有害靜電是利用利用放射線消除有害靜電是利用射線的電離性射線的電離性，使空氣分子電離成導(dǎo)體使空氣分子電離成導(dǎo)體，將靜電泄出將靜電泄出， A 錯誤錯誤； 利用利

31、用射線的穿透性可以為金屬探傷射線的穿透性可以為金屬探傷， 射線對人體細(xì)胞傷害太大射線對人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來人體透視因此不能用來人體透視，在用于治療腫瘤時要嚴(yán)格控制劑量在用于治療腫瘤時要嚴(yán)格控制劑量，B、D 正確正確；DNA 變異并變異并不一定都是有益的不一定都是有益的，C 錯誤。錯誤。放射性同位素的兩類應(yīng)用放射性同位素的兩類應(yīng)用(1)利用它的射線利用它的射線：射線的電離作用射線的電離作用，射線的貫穿本領(lǐng)和生物作用射線的貫穿本領(lǐng)和生物作用，射線的貫穿射線的貫穿本領(lǐng)。本領(lǐng)。(2)作為示蹤原子：多數(shù)情況下用作為示蹤原子：多數(shù)情況下用射線射線，因為因為射線難以探測到。射線難以探測到。跟進(jìn)訓(xùn)練

32、跟進(jìn)訓(xùn)練3(多選多選)下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子()A射線探傷儀射線探傷儀B利用含有放射性碘利用含有放射性碘 131 的油的油，檢測地下輸油管的漏油情況檢測地下輸油管的漏油情況C利用鈷利用鈷 60 治療腫瘤等疾病治療腫瘤等疾病D把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測放射性的辦法確定放射性元素在用檢測放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律找出合理施肥的規(guī)律BDA 是利用了是利用了射線的穿透性射線的穿透性，A 錯誤；錯誤；C 利用了利用了射線的生物作用射線的

33、生物作用，C 錯誤；錯誤；B、D 是利用示蹤原子。是利用示蹤原子。4完成下列各核反應(yīng)方程完成下列各核反應(yīng)方程，并指出哪個核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子并指出哪個核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子和正電子的中子和正電子的。(1)105B42He137N()(2)94Be()126C10n(3)2713Al()2712Mg11H(4)147N42He178O()(5)2311Na()2411Na11H(6)2713Al42He10n()；3015P3014Si()解析解析(1)105B42He137N10n(2)94Be42He126C10n由此核反應(yīng)使查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子。由此核反應(yīng)使查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子。(

34、3)2713Al10n2712Mg11H(4)147N42He178O11H此核反應(yīng)使盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。此核反應(yīng)使盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。(5)2311Na21H2411Na11H(6)2713Al42He10n3015P；3015P3014Si01e(正電子正電子)此核反應(yīng)使約里奧此核反應(yīng)使約里奧居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了正電子。居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了正電子。 答案答案 見解析見解析1物理觀念：物理觀念：原子核的衰變原子核的衰變、半衰期半衰期、核反應(yīng)及放射性同位素核反應(yīng)及放射性同位素。2科學(xué)思維：科學(xué)思維：衰變及核反應(yīng)規(guī)律的理解衰變及核反應(yīng)規(guī)律的理解，半衰期的理解與計算半衰期的理解與計算，放射性同位素

35、的放射性同位素的應(yīng)用應(yīng)用。3科學(xué)方法：科學(xué)方法：實驗法實驗法、計算法計算法、比較法比較法。1(多選多選)下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A衰變放出的電子來自組成原子核的電子衰變放出的電子來自組成原子核的電子B衰變實質(zhì)是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子衰變實質(zhì)是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子C衰變說明原子核中含有衰變說明原子核中含有粒子粒子D射線總是伴隨其他衰變發(fā)生射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波它的本質(zhì)是電磁波BD原子核發(fā)生原子核發(fā)生衰變中放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放的電衰變中放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放的電子子，故故 A 錯誤錯誤；B

36、正確正確；射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時兩個中子和射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合在一起而從原子核中釋放出來兩個質(zhì)子結(jié)合在一起而從原子核中釋放出來，C 錯誤錯誤；射線總是伴隨著其他衰變發(fā)生射線總是伴隨著其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波它的本質(zhì)是電磁波，故故 D 正確。正確。2 有一種新型鎳銅長效電池有一種新型鎳銅長效電池， 它是采用半衰期長它是采用半衰期長達(dá)達(dá) 100 年的放射性同位素年的放射性同位素鎳鎳 63(6328Ni)和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳?yán)面?63 發(fā)生發(fā)生衰變時釋放電子給銅片衰變時釋放電子

37、給銅片，把把鎳鎳63 和銅片作電池兩極和銅片作電池兩極，外接負(fù)載為負(fù)載提供電能外接負(fù)載為負(fù)載提供電能。下面有關(guān)該電池的說法正確的是下面有關(guān)該電池的說法正確的是()A鎳鎳 63 的衰變方程是的衰變方程是6328Ni6329Cu01eB鎳鎳 63 的衰變方程是的衰變方程是6328Ni6327Cu0 01 1eC外接負(fù)載時鎳外接負(fù)載時鎳 63 的電勢比銅片低的電勢比銅片低D該電池內(nèi)電流方向是從鎳片到銅片該電池內(nèi)電流方向是從鎳片到銅片A鎳鎳 63 的衰變方程為的衰變方程為6328Ni01e6329Cu，選項選項 A 正確正確，B 錯誤錯誤；電流方向為正電電流方向為正電荷定向移動方向荷定向移動方向，在電池內(nèi)部電流從銅片