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(共18張PPT)
5.2放射性元素的衰變
問題導(dǎo)入
在古代無論是東方還是西方，都有一批人追求“點(diǎn)石成金”之術(shù)，他們試圖利用化學(xué)方法將一些普通的礦石變成黃金。當(dāng)然，這些煉金術(shù)的愿望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？
類似于“點(diǎn)石成金”的事一直就在自然界中進(jìn)行著，這就是
伴隨著天然放射現(xiàn)象發(fā)生的原子核“衰變”過程
一、原子核的衰變
1.定義：一種原子核自發(fā)地放出某些粒子變?yōu)榱硪环N原子核的過程。
（氦核 ）
（1）放出α粒子 的衰變叫α衰變
本質(zhì)：
（電子 ）
（2）放出β粒子 的衰變叫β衰變
本質(zhì)：
衰變規(guī)律：質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒
化學(xué)方程式 核反應(yīng)方程式
聯(lián)系
區(qū)別
電荷、質(zhì)量守恒
電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒
用符號
用箭頭
原子核
能量
質(zhì)量虧損
光
這種光叫γ射線
（3）放出γ射線的衰變叫γ衰變
γ衰變伴隨著α衰變或β衰變而產(chǎn)生。
一、原子核的衰變
（氡核）要經(jīng)過幾次ɑ衰變，幾次β衰變？
例2： （鈾核）衰變?yōu)?br/>課后習(xí)題2
解：設(shè)經(jīng)過x次 衰變，y次 衰變
質(zhì)量數(shù)：238＝222＋4x
電荷數(shù)：92 = 86 + 2x - y
x＝4
y＝2
所以經(jīng)過4次 衰變，2次 衰變
二、半衰期
思考：一個(gè)氡原子核過多久會(huì)發(fā)生衰變呢？
1s
10min
一萬年
單個(gè)的微觀事件是不可預(yù)測的
（大量）
3.8天
+3.8天
1.定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。
衰變
未衰變
2.物理意義：表示放射性元素衰變的快慢。
不同元素的原子核半衰期差異很大
氡222:3.8天
鐳226:1620年
鈾238:4.5×109年
3.關(guān)于半衰期的計(jì)算
最初的質(zhì)量：m0
半衰期：τ
時(shí)間：t
未衰變的質(zhì)量：
4.決定因素：
二、半衰期
每一種原子核的半衰期是固定的，由原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與化學(xué)狀態(tài)、外部因素?zé)o關(guān)
5.應(yīng)用：14C推斷古文物的年代
課后習(xí)題3
例3：已知釷234的半衰期是24天，1g釷經(jīng)過120天后還剩多少
解：根據(jù)半衰期的定義，τ=24，t=120
剩下的釷為
三、核反應(yīng)
天然放射現(xiàn)象是原子核自發(fā)的變化，科學(xué)家更加希望人工控制原子核的變化。
方法2：用質(zhì)子、中子甚至用γ光子去轟擊一些原子核，都可以實(shí)現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變
方法1：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子）
目的：研究原子核的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)和制造新元素
查德威克α粒子轟擊鈹原子核（發(fā)現(xiàn)中子）
人工核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。
核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化
人類第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變
寫核反應(yīng)方程應(yīng)注意幾點(diǎn)
1.必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(質(zhì)量不守恒)，有些需要加上能量。
2.核反應(yīng)方程中的箭頭表示核反應(yīng)方向，不能寫成等號。
3.先將已知原子核和粒子的符號填上，再根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒計(jì)算出未知核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)，確定是哪種元素，填上符號。
課后習(xí)題5、6
四、放射性同位素及其應(yīng)用
很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱為放射性同位素。
分類：天然的放射性同位素和人工放射性同位素
放射性同位素與天然放射性元素相比具有的優(yōu)點(diǎn)：
1.種類多：天然放射性只有40多種，而人工制造的放射性同位素已達(dá)3000多種。
注：元素周期表中第95號元素Am镅開始全部是人造元素，并都有放射性，且大部分壽命很短
2.放射強(qiáng)度容易控制
3.可以按需制定：如：可以制成各種化合物或各種形狀
4.半衰期短，廢料易處理
問題：放射性同位素有哪些方面的應(yīng)用？
四、放射性同位素及其應(yīng)用
1、利用射線的貫穿本領(lǐng)或電離作用：
射線測厚儀：利用γ射線的穿透特性測厚度
γ射線工業(yè)探傷：利用γ射線對金屬工件進(jìn)行透視，檢驗(yàn)其內(nèi)部是否有砂眼或裂紋
培育優(yōu)育品種：利用射線可以使生物體內(nèi)的DNA發(fā)生突變而使種子發(fā)生變異
保鮮：照射食品殺死使食物腐敗的細(xì)菌,抑制蔬菜發(fā)芽,延長保存期
醫(yī)學(xué)“放療”：利用高能量的γ射線對癌細(xì)胞的殺傷作用。
消除靜電：利用放射線利用α射線很強(qiáng)的電離作用，使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體,以除去化纖、紡織品上的靜電或可以消除機(jī)器在運(yùn)行中因摩擦而產(chǎn)生的有害靜電
2、作為“示蹤原子”：:把放射性同位素原子通過物理或化學(xué)反應(yīng)的方式摻到其他物質(zhì)中,然后用探測儀進(jìn)行追蹤,確定其位置.
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,用含有放射性的肥料研究農(nóng)作物對肥料的吸收作用,探測農(nóng)作物在不同的季節(jié)對元素的需求.
在工業(yè)上,檢查地下輸油管道破損漏油的位置
在醫(yī)療上,可以檢查人體對某元素的吸收情況,也可以幫助確定腫瘤的部位和范圍.
四、放射性同位素及其應(yīng)用
五、輻射與安全
人類一直生活在放射性的環(huán)境中
宇宙的射線
巖石放射性物質(zhì)
不過這些射的強(qiáng)度都在安全劑量之內(nèi)，對我們沒有傷害。
電磁信號
然而過量的射線對人體組織有破壞作用，這種破壞往往是對細(xì)胞核的破壞，有時(shí)不會(huì)馬上察覺。
所以使用放射性同位素質(zhì)，都必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，做好防護(hù)。防止對空氣，水源等的污染。
五、輻射與安全
課堂小結(jié)
一、原子核的衰變
①衰變：是指一種原子核放出某些粒子變?yōu)榱硪环N原子核的過程。
②放出粒子的不同
放出ɑ粒子和γ射線：ɑ衰變
放出β粒子和γ射線：β衰變
（氦核 ）
（電子 ）
③原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒
二、半衰期
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(shí)間
三、核反應(yīng)
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)。
四、放射性同位素及其應(yīng)用
1.射線測厚儀——利用γ射線具有很強(qiáng)的穿透性
2.放射治療——γ射線對細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力
3.培優(yōu)——γ射線遺傳基因發(fā)生變異
保鮮——γ射線可以殺死細(xì)菌
4.示蹤原子
五、輻射與安全
所以使用放射性同位素質(zhì)，都必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，做好防護(hù)。
課堂小結(jié)

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