第二节 核衰变与核反应方程

第二节 核衰变与核反应方程

一、衰变1.定义： 原子核放出 α粒子或 β粒子 转变为新核的变化叫做原子核的衰变 238 234 4 自 α衰变： 92 U 90 Th 2 He β衰变：234 90

Th

234 91

Pa e0 1

然 衰 变

4 17 1 质子的发现：14 7 N 2 He 8 O 1 H

卢瑟福

9 中子的发现： 4

Be He C n4 2 12 6 1 0

人 工 转 变

查德威克

原子核发生衰变时，衰变前后的 3.规律：

电荷数和质量数都守恒.

衰 A 变 α衰变： Z X 方 β衰变： A X Z 程 说明：

A 4 Z 2

Y He4 2

A Z 1

Y e0 1

1. 中间用单箭头，不用等号； 2. 是质量数守恒，不是质量守恒;

3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。

4. 本质： α衰变：原子核内少两个质子和两个中子 β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子1 0

n H e1 1 0 1

γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射 线和β射线产生的，没有γ衰变。说明： 元素的放射性与元素存在的状态无关， 放射性表明原子核是有内部结构的。

二、半衰期(T)1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量 2. 定义：放射性元素的原子核有半数发 生衰变所需的时间 不同的放射性元素其半衰期不同. 3.公式：

1 m m0 ( ) 2

t T

注意： (1)半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的，与原子所处的物理、化学 状态无关

(2) 半衰期是一个统计规律，只对大量 的原子核才适用，对少数原子核是不适 用的.放射性同位素作为“时钟”,来测量漫 长的时间，这叫做放射性同位素鉴年 法.

练习 1 、关于α、β、γ三种射线，下列说 法中正确的是( )

C

A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电 离作用最弱

B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流， 它具有中等的贯穿能力C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的 贯穿能力最强 D、γ射线是电磁波，它的电离作用最强

练习2:如图所示，P为放在匀强电场 中的天然放射源，其放出的射线在电 场的作用下分成 a、b、c 三束，以下 判断正确的是( BC )A、a为α射线，b为β射线B、a为β射线，b为γ射线

+a

bc

-

C、b为γ射线，c为α射线D、b为α射线，c为γ射线

P

练习3:由原子核的衰变规律可知 (

C

)

A.放射性元素一次衰变可同时产生α射线和 β射线B.放射性元素发生β衰变时，新核的化学性 质不变 C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D.放射性元素发生正电子衰变时，新核质量 数不变，核电荷数增加1

练习4:某原子核A的衰变过程为

A

β

B

α

C,下列说法正确的是( D

)

A、核A的质量数减核C的质量数等于5; B、核A的中子数减核C的中子数等于2;

C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的 中性原子中的电子数多1; D、核A的质子数比核C的质子数多1。

238 思考： 92

(铀)要经过几次α衰变和β U

206 衰变，才能变为 82 Pb( 铅 ) ?它的中子 数减少了多少？

8次 α衰变，6次 β衰变， 中子数减少 22个.

例 2 :一块氡 222 放在天平的左盘时， 需在天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经 过一个半衰期以后，欲使天平再次平 衡，应从右盘中取出的砝码为( )

D A.222gC.2g

B.8gD.4g

练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一 原来静止的原子核，该核衰变后，放出的 带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。 由图可以判定(BD) A、该核发生的是α衰变 B、该核发生的是β衰变 C、磁场方向一定垂直于 纸面向里 D、不能判定磁场方向向 里还是向外

a

b

练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素 的原子核，当它放出一个α粒子后，其速 度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反 冲核轨道半径之比为44:1,如图所示： 则( ABC )A、 α粒子与反冲粒子的动 量大小相等，方向相反 电荷数为90

×

×

× × × ×

R1 × × B、原来放射性元素的原子核× × × ×C、反冲核的核电荷数为88D、α粒子与反冲核的速度之 比为1:88

R2

× × × ×

小结：静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等， 方向相反 2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆

β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆