衰变与人工核反应(无答案)-解析.doc

衰变与人工核反应 一、基础知识 （一）、天然放射现象、原子核的组成 1、 天然放射现象 (1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构． (2)放射性和放射性元素 物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性． 具有放射性的元素叫放射性元素． 2、原子核 (1)原子核的组成 ①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子． ②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数． ③X元素原子核的符号为X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数． (2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质． 3、 三种射线的比较 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频 电磁波) 带电荷量 2e －e 0 质量 4mp (mp＝1.67× 10－27 kg) 静止质量为零 符号 He e γ 速度 0.1c 0.99c c 在电磁 场中 偏转 与α射线 反向偏转 不偏转 贯穿本领 最弱，用 纸能挡住 较强，穿透几 毫米的铝板 最强，穿透几 厘米的铅板 对空气的 电离作用 很强 较弱 很弱 （二）、原子核的衰变和半衰期 1． 原子核的衰变 (1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变． (2)分类 α衰变：X→Y＋He β衰变：X→Y＋e 2． 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关． 二、理解 1． 衰变规律及实质 (1)两种衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→Y＋He X→ AZ＋1Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子 2H＋2n→He n→H＋e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 (2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子． 2． 原子核的人工转变 用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 典型核反应： (1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：7N＋He→8O＋H. (2)查德威克发现中子的核反应方程为： Be＋He→6C＋n. (3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： Al＋He→P＋n. P→Si＋e. 3． 确定衰变次数的方法 (1)设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则表示该核反应的方程为 X→Y＋nHe＋me 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m (2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期 (1)公式：N余＝N原()t/τ，m余＝m原()t/τ 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期． (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 三、练习 1、下列说法正确的是(　) A．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线 B.Th(钍)经过一系列α和β衰变，成为Pb(铅)，铅核比钍核少12个中子 C．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长 D．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期 2、如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是(　　) A．α射线 B．β射线 C．γ射线 D．三种射线都可以 3、 在下列4个核反应方程中，X表示α粒子的是 (　　) A.P→Si＋X B.U→Th＋X C.Al＋X→Mg＋H D.Al＋X→P＋n 4、(2012·重庆理综·19)以下是物理学史上3个著名的核反应方程 x＋Li→2y　y＋N→x＋O y＋Be→z＋C x、y和z是3种不同的粒子，其中z是 (　　) A．α粒子 B．质子 C．中子 D．电子 5、 U是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图所示．请写出①、②两过程的衰变方程： ①____________________________________________________； 钋[pō] 铊 [] ②__________________________________________