5.2放射性元素的衰變（原卷版）

5.2放射性元素的衰變學問點一、原子核的衰變1．定義：原子核自發(fā)地放出或，而變成另一種原子核的變化．2．衰變類型(1)α衰變：原子核放出α粒子的衰變．進行α衰變時，質(zhì)量數(shù)，電荷數(shù)，eq\o\al(238,92)U的α衰變方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2).(2)β衰變：原子核放出β粒子的衰變．進行β衰變時，質(zhì)量數(shù)，電荷數(shù)，eq\o\al(234,90)Th的β衰變方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1).衰變規(guī)律：守恒，守恒．原子核衰變的理解衰變類型α衰變β衰變衰變方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→AZ＋1Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成氦核2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e典型方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒學問點二、半衰期1．定義：放射性元素的原子核有發(fā)生衰變所需的時間．2．特點(1)不同的放射性元素，半衰期，甚至差別格外大．(2)放射性元素衰變的快慢是由打算的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件3．適用條件：半衰期描述的是，不適用于少數(shù)原子核的衰變．對半衰期規(guī)律的理解半衰期定義放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間衰變規(guī)律N余＝N原，m余＝m原式中N原、m原分別表示衰變前的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余分別表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，τ表示半衰期.影響因素由原子核內(nèi)部因素打算，跟原子所處的外部條件、化學狀態(tài)無關(guān)半衰期規(guī)律是對大量原子核衰變行為作出的統(tǒng)計結(jié)果，可以對大量原子核衰變行為進行猜測，而單個特定原子核的衰變行為不行猜測學問點三、核反應1．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程．2．原子核的人工轉(zhuǎn)變：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，核反應方程eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)eq\o\al(1,1).3．遵循規(guī)律：守恒，電荷數(shù)守恒．核反應方程條件用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變.實質(zhì)用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變規(guī)律(1)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒；(2)動量守恒原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)覺(1)1919年盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子的核反應方程：eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)1932年查德威克發(fā)覺中子的核反應方程：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(3)1934年約里奧—居里夫婦發(fā)覺放射性同位素和正電子的核反應方程：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e.核反應過程一般都是不行逆的，核反應方程不能用等號連接，只能用單向箭頭表示反應方向?qū)W問點四、放射性同位素及其應用1．放射性同位素：具有的同位素．2．應用：(1)射線測厚儀：工業(yè)部門使用放射性同位素發(fā)出的射線來測厚度．(2)放射治療．(3)培優(yōu)、保鮮．(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有化學性質(zhì)，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探測出原子到達的位置．學問點五、輻射與平安1．人類始終生活在放射性的環(huán)境中．2．過量的射線對人體組織有作用．在使用放射性同位素時，必需嚴格遵守操作規(guī)程，留意人身平安，同時，要防止對水源、空氣、用具等的污染．（2021秋?如皋市校級期末）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出24A．6 B．8 C．10 D．14（2021?乙卷）醫(yī)學治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其mm0-t圖線如圖所示。從圖中可以得到A．67.3d B．101.0d C．115.1d D．124.9d（2022春?船營區(qū)校級期中）目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。依據(jù)有關(guān)放射性學問可知，下列說法正確的是（）A．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 B．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個原子核了 C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，α射線的穿透力量最強，電離力量最弱 D．發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)削減了4（2023?崇明區(qū)二模）銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，其衰變方程為1326Al→1226A．氦核 B．中子 C．質(zhì)子 D．正電子（2020秋?遼陽期末）已知Co60的衰變方程為2760Co→2860Ni+X，半衰期為5.27年，則X和1克Co60經(jīng)過A．質(zhì)子0.5克 B．電子0.5克 C．質(zhì)子0.25克 D．電子0.25克92235U經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變A．m＝7，n＝3 B．m＝7n＝4 C．m＝14n＝9 D．m＝14n＝18由于放射性元素93237Np的半衰期很短，所以在自然界始終未被發(fā)覺，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)覺。已知93237Np經(jīng)過一系列α衰變和βA．衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷量守恒 B．83209Bi的原子核比93237NpC．衰變過程中共發(fā)生了7次衰變和4次衰變 D．經(jīng)過兩個半衰期后含有93237家庭裝修中釋放的甲醛和射線是白血病的重要誘因。家庭裝修中的射線來源往往是不合格的瓷磚、潔具等，瓷磚、潔具釋放的氡氣（86222Rn）具有放射性，氡222衰變?yōu)獒?18（84218Po）的半衰期為3.8A．電子，11.4天 B．質(zhì)子，7.6天 C．中子，19天 D．α粒子，11.4天如圖所示為某種放射性元素的衰變規(guī)律（縱坐標nn0表示任意時刻放射性元素的原子數(shù)與t＝0時的原子數(shù)之比），則該放射性元素的半衰期是天（一個月按30天計算）．在從某古跡中發(fā)掘出來的木材中，所含614C的比例是正在生長的植物中的80%，放射性614C的半衰期是在勻強磁場中，有一個原來靜止的614C原子核，它放出的粒子與新核的徑跡是兩個內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7：1，那么碳A．614C→-10B．614C→24C．614C→12D．614C→-1中國散裂中子源（CSNS）是我國“十一五”期間重點建設的大科學裝置，2018年8月23日通過國家驗收，并對國內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。下列核反應方程中X為中子的是（）A．1530P→B．92238U→C．1327Al+01D．1327Al+2關(guān)于放射性同位素的應用，下列說法正確的是（）A．利用γ射線使空氣電離，把靜電荷泄去 B．利用α射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加 C．利用β射線來治肺癌、食道癌 D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質(zhì)相同，作為示蹤原子A、B兩種放射性元素，原來都靜止在勻強磁場中，磁場方向如圖所示，其中一個放出α粒子，另一個放出β粒子，α與β粒子的運動方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示α粒子，β粒子以及兩個剩余核的運動軌跡，則下列推斷正確的是（）A．a(chǎn)為α粒子軌跡，c為β粒子軌跡 B．b為α粒子軌跡，c為β粒子軌跡 C．a(chǎn)為α粒子軌跡，d為β粒子軌跡 D．b為α粒子軌跡，d為β粒子軌跡（2022春?銅山區(qū)期中）一個質(zhì)量數(shù)為X的原子核經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后成為質(zhì)量數(shù)為Y的原子核，下列說法正確的是（）A．經(jīng)過一次α衰變，該原子核的電荷數(shù)削減4 B．經(jīng)過一次β衰變，該原子核中的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?C．這一過程共發(fā)生了X-Y4次α衰變D．這一過程共發(fā)生了（X﹣Y）次β衰變（2022?南京模擬）614C發(fā)生放射性衰變變?yōu)?14N，半衰期約為5700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)614CA．612C、6B．該古木的年月距今約為11400年 C．614C衰變?yōu)?D．增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速6（多選）一個靜止的放射性原子核處于垂直紙面對里的勻強磁場中，由于發(fā)生衰變而形成如圖所示的兩個圓形徑跡，兩圓半徑之比為1：16，則（）A．該原子核發(fā)生了α衰變 B．該原子核發(fā)生了β衰變 C．反沖核沿小圓做逆時針方向的運動 D．沿大圓和小圓運動的粒子周期相同（多選）（2021?永州三模）釷（90232Th）是一種放射性金屬元素，帶鋼灰色光澤，質(zhì)地松軟，廣泛分布在地殼中，是一種前景格外可觀的能源材料。已知釷發(fā)生衰變的半衰期為A．衰變放出的γ射線具有很強的電離力量 B．釷原子發(fā)生一次β衰變，原子核放出一個電子 C．β射線是高速電子流，它的穿透力量比α射線強 D．現(xiàn)在有80個釷原子，經(jīng)過96天后，未衰變的釷原子個數(shù)為5個（多選）在足夠大的勻強磁場中，靜止的鈉的同位素1124A．新核為1224B．發(fā)生的是α衰變 C．軌跡1是新核的徑跡 D．新核沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)（2022秋?利通區(qū)校級期末）一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，則：金屬