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§2 放射性元素的衰变
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第三册
第五章 原子核
问题与思考：
在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？
一、原子核的衰变
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。
2.种类：
一、原子核的衰变
3. 铀238的α衰变:
4.铀238的α衰变方程：
一、原子核的衰变
5. 规律：
(1)在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
思考与讨论：
在α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移还是向后移？要移动几位？你能概括出α衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗？
一、原子核的衰变
5. 规律：
(2)
α衰变一般方程：
一、原子核的衰变
6. 钍234的β衰变：
7.钍234的β衰变方程：
思考与讨论：
在β衰变中，质量数、核电荷数有什么变化规律？原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？
一、原子核的衰变
8.β衰变的一般方程：
9.衰变的本质：
(2)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)α衰变：原子核内少两个质子和两个中子 。
10.γ射线的产生：
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。
二、半衰期
2.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量
1.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。
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
3.公式：
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：
二、半衰期
5.半衰期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。
6.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。
三、核反应
1.第一次原子核人工转变：
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即：
2.核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
与衰变过程一样，在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒。
四、放射性同位素及其应用
1.射线测厚仪
利用γ射线的穿透特性
四、放射性同位素及其应用
2.放射治疗
利用γ射线高能量治疗癌症
四、放射性同位素及其应用
3.培优、保鲜
经照射 未经照射
培优育种
四、放射性同位素及其应用
4.示踪原子
五、辐射与安全
人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素，不过它们辐射的强度都在安全剂量之内。
五、辐射与安全
然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。
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