高中物理 選擇性必修三 放射性元素的衰變 課件

1、第五章 原子核 第2節(jié)放射性元素的衰變霍阿布恩蒂亞認(rèn)為倍金方案比較簡單，就入迷了。他一連幾個星期纏住烏蘇娜，央求她從密藏的小盒子里掏出舊金幣來，讓金子成倍地增加，水銀能夠分成多少份，金子就能增加多少倍。像往常一樣，烏蘇娜沒有拗過丈夫的固執(zhí)要求。于是，霍阿布恩蒂亞把三十枚金幣丟到鐵鍋里，拿它們跟雌黃、銅屑、水銀和鉛一起熔化。然后又把這一切倒在蓖麻油鍋里，在烈火上熬了一陣。直到最后熬成一鍋惡臭的濃漿，不像加倍的金子，倒象普通的焦糖。經(jīng)過多次拼命的、冒險的試驗：蒸餾啦，跟七種天體金屬一起熔煉啦，加進(jìn)黑梅斯水銀和塞浦路斯硫酸鹽啦，在豬油里重新熬煮啦（因為沒有蘿卜油），烏蘇娜的寶貴遺產(chǎn)變成了一大塊焦糊的

2、渣滓，粘在鍋底了。吉卜賽人，梅爾加德斯贈給霍阿布恩蒂亞一套東西煉金試驗室設(shè)備。梅爾加德斯還留下了七種與六個星球有關(guān)的金屬樣品、摩西和索西莫斯的倍金方案、煉金術(shù)筆記和圖解。 “誰能識別這些筆記和圖解，誰就能夠制作點金石”。倍金術(shù)、點金術(shù)真的可能嗎？射線射線射線電離能力貫穿能力速度成分氦原子核（42He)高速電子流（0-1e）高能量電磁波或光子流（中性）1/10光速接近光速光速很弱（空氣中只能前進(jìn)幾厘米）較強(qiáng)（幾毫米厚的鋁板）很強(qiáng)（幾厘米厚的鉛板）很強(qiáng)較弱很弱2 射線的性質(zhì)射線性質(zhì)1 天然放射現(xiàn)象物質(zhì)不斷自發(fā)地放射出射線的現(xiàn)象。物質(zhì)自發(fā)放射射線的性質(zhì)具體有放射性的元素放射性：放射性元素：（Z83及

3、Z83的部分元素 ）原子核的衰變原子核自發(fā)地放出粒子或粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變（decay）。鈾238放出一個粒子后，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，成為新核。這個新核就是釷234這種衰變過程叫作衰變自發(fā)放出粒子的衰變叫作衰變原子核的衰變衰變原則質(zhì)量數(shù)相同，電荷數(shù)相同。（1）衰變：放出粒子（2） 衰變：放出粒子在這個衰變過程中，衰變前的質(zhì)量數(shù)等于衰變后的質(zhì)量數(shù)之和 ；衰變前的電荷數(shù)等于衰變后的電荷數(shù)之和。大量事實表明，原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。（3） 衰變：總是伴隨 射線或 射線產(chǎn)生放射性元素衰變不可能有單獨的衰

4、變！衰變后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！在衰變和衰變中，分別從原子核中釋放出了粒子和粒子，是因為原子核里本來就存在這兩種粒子嗎？衰變的實質(zhì)在于核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子衰變與衰變的規(guī)律兩個中子和兩個質(zhì)子能十分緊密地結(jié)合在一起，因此，在一定條件下它們會作為一個整體從較大的原子核中被拋射出來，于是，放射性元素就發(fā)生了衰變解：設(shè)經(jīng)過x次衰變，y次衰變2382064x92 = 82 + 2x - yx8y6半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫作這種元素的半衰期（half life）一些元素的半衰期：氡222衰變?yōu)獒?18的半衰期為3.8天鐳226衰變?yōu)殡?2

5、2的半衰期為1620年鈾238衰變?yōu)殁Q234的半衰期長達(dá)4.5109年一個氡原子核在3.8天內(nèi)有50%的概率發(fā)生衰變而成其他元素，1kg氡原子里有大量的氡原子核，從統(tǒng)計學(xué)上看，經(jīng)過3.8天，有一半的氡原子核發(fā)生衰變。大概還剩下0.5kg的氡原子。氡的衰變半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫作這種元素的半衰期（half life）放射性元素衰變發(fā)生在原子核內(nèi)部，衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。放射性元素的半衰期，描述的是統(tǒng)計規(guī)律。是對大量的原子核整體衰變做出的“統(tǒng)計預(yù)測”，對單個原子核說它的半衰期是沒有意義的。例：已知釷234的半衰期

6、是24天，1g釷經(jīng)過120天后還剩多少？例：已知釷234的半衰期是24天，1g釷經(jīng)過120天后還剩多少？對比分析：放射性元素衰變的核反應(yīng)方程與前面學(xué)習(xí)的盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子及查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程有什么不同？異同點在哪里？盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子查德威克發(fā)現(xiàn)中子鈾238發(fā)生衰變釷234發(fā)生衰變盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子查德威克發(fā)現(xiàn)中子核反應(yīng)原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程，稱為核反應(yīng)（nuclear reaction）很多元素都存在一些具有放射性的同位素，他們被稱為放射性同位素。既有天然放射性同位素，也有人工合成的放射行同位素。放射性同位素及其應(yīng)用射線測厚裝置放射治療輻射育種放射性同位素及其應(yīng)用利用磷的放射性同位素檢測棉花的磷肥吸收情況碘 131 用于甲狀腺疾病的診斷輻射與安全 過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細(xì)胞核的破壞，有時不會馬上察覺。因此，在使用放射性同位素時，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時，要防止放射性物質(zhì)對空氣、水