核衰變與核反應(yīng)方程

第二節(jié)核衰變與核反應(yīng)方程一,原子核的衰變1.原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说默F(xiàn)象稱為原子核的衰變.2.放射性元素衰變時放出的射線共有三種:三種射線的特點：(各種電磁波產(chǎn)生的機理:無線電波是自由電子振蕩產(chǎn)生的.紅外,可見,紫外是原子的外層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的.X射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的.γ射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的.)1)α衰變和β衰變不能同時發(fā)生.ν射線是伴隨α,β衰變而產(chǎn)生的.2)放射性物質(zhì)放出的三種射線,不論是垂直射入電場還是磁場中,不管電場或磁場方向如何,運動軌跡彎曲程度大的(半徑小的)是β衰變.運動軌跡彎曲程度小的為α衰變.3)衰變過程中動量守恒.一個靜止的核發(fā)生衰變,如其衰變產(chǎn)物只有兩個,則其動量必等值反向.在磁場中,如生成物帶有同種電荷,則軌跡為外切圓;生成物為異種電荷為內(nèi)切圓.

三種射線在勻強磁場、勻強電場、正交電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況比較：

如⑴、⑵圖所示，在勻強磁場和勻強電場中都是β比α的彎曲得厲害，γ不偏轉(zhuǎn)；區(qū)別是：在磁場中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧，在電場中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線。βααγβγ⑵⑴BE放射性元素放出的射線，在電場中分成A、

B、C三束，如圖所示，其中()A．C為氫核組成的粒子流.B．B為比x射線波長更長的光子流.C．B為比X射線波長更短的光子流.D.A為高速電子組成的電子流.CC4.衰變的種類:1)α衰變實質(zhì)是兩個質(zhì)子和兩個中子組合成了一個新粒子.2)β衰變實質(zhì)是一個中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出一個電子.核衰變的反應(yīng)物只有一個.在一定條件下，質(zhì)子也可轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶雍驼娮?。中子衰變的產(chǎn)物中存在反中微子。1。中微子：與電子質(zhì)量相比非常小的中性粒子，可認為質(zhì)量為0。2。反粒子(反物質(zhì)):許多粒子都有和它的質(zhì)量相同而電荷相反的粒子.如正負電子,正負質(zhì)子,正負π介子.湮滅:正反粒子相遇,會同時消失而轉(zhuǎn)化為別種粒子,這種現(xiàn)象稱為湮滅.α衰變：

β衰變：

3)規(guī)律：（3）衰變：隨著衰變，變化的不是核的種類,而是核的能量狀態(tài)。但一般情況下，衰變總是伴隨α衰變或衰變進行的。

4)ν射線是伴隨α射線或β射線而產(chǎn)生的.放射性原子核發(fā)生α衰變或β衰變后產(chǎn)生的新核處于激發(fā)態(tài),要向低能級躍遷而輻射出γ光子.5).天然放射現(xiàn)象的原因是原子核的衰變.元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無關(guān)，放射性表明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。5.三種射線的性質(zhì)和實質(zhì)帶電量質(zhì)量數(shù)符號電離性穿透性實質(zhì)來源α射線+2e4很強很?。ㄒ粡埰胀垼└咚俚暮ず肆?v≈0.1c)兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合成團從原子核中放出β射線-e0弱很強（幾毫米鋁板）高速的電子流(v≈c)原子核中的中子轉(zhuǎn)換成質(zhì)子時從原子核中放出γ射線00γ很小更強（幾厘米鉛板）波長極短的電磁波原子核受激發(fā)產(chǎn)生的1、核反應(yīng)：用高速運動的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內(nèi)部奧秘的基本方法。產(chǎn)生新原子核的過程叫核反應(yīng)。在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。其中是靶核的符號，x為入射粒子的符號，是新生核的符號，y是放射出的粒子的符號。核反應(yīng)方程的一般形式為二,核反應(yīng)方程核反應(yīng)電子原子核

在核物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)．2.查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)中子:中子的速度不到光速的1/10.穿透力極強.能穿透幾厘米厚的鉛板.中子的質(zhì)量非常接近于質(zhì)子的質(zhì)量,只比質(zhì)子質(zhì)量大千分之一多.1盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子:道爾頓（原子）湯姆遜（電子）盧瑟福（質(zhì)子）查德威克（中子）蓋爾曼（質(zhì)子和中子由夸克組成）發(fā)現(xiàn)各種微粒的科學(xué)家注意:1.在核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)(不是靜質(zhì)量）和電荷數(shù)守恒.動量守恒,能量守恒.2.書寫核反應(yīng)方程要以核反應(yīng)事實為基礎(chǔ),不能只根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒書寫事實上不存在的核反應(yīng)方程.3.核反應(yīng)方程通常是不可逆的,箭頭表示反應(yīng)方向,不能用等號.三,半衰期1.放射性元素的衰變有一定的速率,為了表示元素衰變的快慢,引入半衰期T1/22.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,稱為這種元素的半衰期.原子核衰變的速率由核本身的因素決定.與原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān).n,m表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)或質(zhì)量數(shù)。13.87.611.415.201/21/41/8t/天氡的衰變曲線3.衰變曲線4.平均壽命:1)對一定量的放射性元素,有的先衰變,有的后衰變,在眾多的原子核中,每一個核何時發(fā)生衰變是不能預(yù)知的.2)為了表示每個原子核衰變前存在的時間的平均值,引入平均壽命τ5.衰變規(guī)律是對大量原子組成的放射性樣品而言的,是一種統(tǒng)計規(guī)律.不適用于少量原子核.對某個原子核或少量原子核來講無意義.6.單位時間內(nèi)放射性元素衰變的數(shù)量與放射性元素的量成正比.醫(yī)用放射性元素要求半衰期短.例1.由原子核的衰變規(guī)律可知()A.放射性元素一次衰變可同時產(chǎn)生α射線和β射線.B.放射性元素發(fā)生β衰變,新核的化學(xué)性質(zhì)不變.C.放射性元素衰變的速率跟它所處的狀態(tài)無關(guān).D.放射性元素發(fā)生正電子衰變時,新核質(zhì)量數(shù)不變,核電荷數(shù)增加1.C例2.三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個氦核（He）。則下面說法中正確的是（）（A）X核比Z核多一個質(zhì)子（B）X核比Z核少一個中子 （C）X核的質(zhì)量數(shù)比Z核的質(zhì)量數(shù)大3

（D）X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍點撥：CD例3。如圖所示是氫原子的能級圖．若一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時發(fā)射出的是紅光，則這群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷還可能發(fā)射出（）A．紅外線B．紫外線C．β射線D．γ射線12345∞-13.6-3.40-1.51-0.850-0.54E/eVnB例4.

如圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請問圖乙中的檢查是利用了哪種射線？()A.α射線B.β射線

C.γ射線D.三種射線都可以鋼板計數(shù)器乙射線混凝土鋁紙γ射線β射線甲C2008年高考江蘇卷12C.(3)12.C⑶（選修模塊3—5）約里奧·居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子,這種粒子是

.

是的同位素,被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1mg隨時間衰變的關(guān)系如圖所示，請估算4mg的經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25mg?t/day10203040506000.00.20.40.60.81.0m/mg正電子答：t＝48天解見下頁由核反應(yīng)過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程：可知這種粒子是正電子。由圖象可知的半衰期為12天，4mg的衰變后還剩0.25mg經(jīng)歷了4個半衰期，所以為48天。解析：例5.一個氡核衰變成釙核并放出一個粒子，其半衰期為3.8天。1g氡經(jīng)過7.6天衰變掉氡的質(zhì)量以及衰變成的過程放出的粒子是（）2008年高考理綜天津卷15A．0.25g，a粒子B．0.75g，a粒子C．0.25g，β粒子D．0.75g，β粒子B例6.根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是：()A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個氡原子核了B．β衰變所釋放的電子是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射