放射性元素的衰变课件全解.ppt

第二节 放射性元素的衰变 * * 第十九章 原子核 反射性物质发射出来的射线 氦核 正电 1/10 C 强 弱 电子 负电 9/10 C 弱 强 电磁波 不带电 C 无 最强 物质 电性 速度 电离本领 穿透本领 一、衰变 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 α衰变：放出α粒子的衰变，如 β衰变：放出β粒子的衰变，如 1.定义： 2.种类： 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒． α衰变： β衰变： 说明： 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。 3．规律 衰变方程 3．γ衰变 (演示) 　　原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。 　　放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，住往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，因此，γ射线经常是伴随α射线和 β射线产生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。 4. 本质： α衰变：原子核中2个中子和2个质子结合成为一个整体从核中抛射出来，发生α衰变。 β衰变：原子核内的一个中子变成质子， 同时放出一个电子 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。 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。 5．注意： 一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。 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： 经过n个半衰期(T)其剩余的质量为： 质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余的粒子数为： 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．半衰期是放射性元素原子核有50％发生衰变所需要的时间，这是一种统计规律，对单个原子核是没有意义的。 考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法． 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。　　14C由美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾于1940年发现。　　14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。 　　利用宇宙射线产生的放射性同位素碳—14来测定含碳物质的年龄，就叫碳—14测年。已故著名考古学家夏鼐先生对碳—14测定考古年代的作用，给了极高的评价：“由于碳—14测定年代法的采用，使不同地区的各种新石器文化有了时间关系的框架，使中国的新石器考古学因为有了确切的年代序列而进入了一个新时期。 　　 那么，碳—14测年法是如何测定古代遗存的年龄呢？ 　　原来，宇宙射线在大气中能够产生放射性碳—14，并能与氧结合成二氧化碳形后进入所有活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。只要植物或动物生存着，它们就会持续不断地吸收碳—14，在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后，即会停止呼吸碳—14，其组织内的碳—14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质，只要测定剩下的放射性碳—14的含量，就可推断其年代。 练习1、关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ） 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 C 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 C、b为γ射线，c为α射线 D、b为α射线，c为γ射线 - + c b a 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