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(共61张PPT)
[学习目标]
1.知道放射性、放射性元素及天然放射现象的概念，理解三种射线的性质及特点。
2.了解人工放射性同位素的特点及其应用。
3.知道α衰变和β衰变的概念，理解α衰变和β衰变的规律和实质，能熟练书写衰变方程。
4.知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行有关计算。
1.天然放射性
(1)天然放射现象的发现
1896年，法国物理学家____________发现铀化合物能放出某种射线，使密封完好的照相底片感光。
(2)物质发射射线的性质称为_______，具有放射性的元素称为__________。放射性元素____地发出射线的现象叫作_____________。
(3)放射性并不是少数元素才有的，原子序数____________的元素，___能自发地放出射线，原子序数____83的元素，____也能放出射线。
亨利·贝克勒尔
放射性
放射性元素
自发
天然放射现象
大于或等于83
都
小于
有的
2.射线的性质
(1)α射线
①是_____ (氦原子核)流，符号为___，粒子带___电。
②速度只有光速的____。
③电离作用___，穿透能力___，容易被物质吸收。一张薄薄的铝箔，或一层包裹底片的黑纸，甚至人体皮肤的角质层，都能把它挡住。
(2)β射线
①是带负电的____流，符号为 ___。
②速度很快，可达到光速的____。
③电离作用较___，穿透力___，在空气中可以走______远，而碰到几毫米厚的铝片就不能通过了。
(3)γ射线
①本质是一种波长极短的______，波长约是X射线波长的1%。
②不带电，静止质量为0。
③电离作用____，穿透力____，能穿过厚的混凝土和铅板。
α粒子
He
正
10%
强
弱
电子
99%
弱
强
几十米
电磁波
更弱
极强
[易错辨析]
(1)放射性元素的放射性都是自发地现象。( )
(2)原子序数小于83的元素都不能放出射线。( )
(3)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。( )
(4)β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力更强。( )
√
×
×
×
[例1]　(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是(　　)
A.一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线
B.γ射线在电场或磁场中均不偏转，是中子流
C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D.β射线是高速电子流，但不是原来绕核旋转的核外电子
解析　由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，但挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是一种电磁波，不是中子流，故B错误；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β射线是高速电子流，来源于原子核，故D正确。
ACD
[总结提升]　α、β、γ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)
速率 0.1c 0.99c c
贯穿本领 最弱，用一张纸就能挡住 较强，几毫米厚的铝片就不能穿过 最强，能穿透几厘米厚的铅板
电离作用 很强 较弱 很弱
AD
[总结提升]
三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较
(1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图甲所示。
(2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示。
1.定义：具有_______的同位素。
2.类型：_____放射性同位素和____放射性同位素。
3.人工放射性同位素
放射性
(2)种类：天然放射性同位素不过___多种，而今人工制造的放射性同位素已达_____多种。
(3)优点：与天然放射性物质相比，人工放射性同位素的资源丰富，放射强度容易____，半衰期(后文会学到)比较___，因此放射性废料容易____。
天然
人工
α粒子
铝
人工
40
3 000
控制
短
处理
4.放射性同位素的主要应用
(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性。
(2)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症。
(3)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等。
(4)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。
[思考探究]
举例说明放射性同位素放出的α射线有何应用？放出的γ射线有何应用？
提示　(1)利用α射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电等。
(2)利用γ射线的穿透能力探伤，检查金属部件是否存在砂眼、裂痕等；利用γ射线的穿透能力来确定钢板的厚度；利用γ射线诱变育种，癌症放疗等。
[例3]　关于放射性同位素的应用，下列说法正确的有(　　)
A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的
B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视
C.用γ射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种
D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害
解析　利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离成为导体，将静电消除，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确。
D
1.定义：放射性元素是不稳定的，会自发地蜕变为______元素，同时放出____，我们称这种现象为放射性衰变。
2.衰变类型
(1)α衰变：放射性元素放出_____的衰变过程。放出一个α粒子后，核的质量数减少__，电荷数减少__，成为新核。
(2)β衰变：放射性元素放出_____的衰变过程。放出一个β粒子后，核的质量数____，电荷数增加___，成为新核。
3.衰变规律
原子核衰变前、后______和______均守恒。
另一种
射线
α粒子
4
2
β粒子
不变
1
电荷数
质量数
[易错辨析]
(1)原子核在衰变时，产生的新核在元素周期表中的位置不变。( )
(2)β衰变是原子核外电子的电离。( )
(3)某原子核衰变放出一个β粒子后，原子核的中子数减少1、原子序数增加1。( )
(4)某原子核衰变放出一个α粒子后，原子核的质子数减少4，原子序数减少4。( )
×
×
√
×
[例4]　(2025·四川眉山高二期末) (多选)如图所示为铀238经过一次α衰变和β衰变生成镤234的示意图，下列核反应方程中为α衰变或β衰变的实质转化方程的是(　　)
BC
解析　α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合起来形成一个α粒子，β衰变的实质是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子，B、C正确。
[总结提升]　原子核的两种衰变的比较
[例6]　(多选)如图(a)所示，国际原子能机构2007年2月15日公布了核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角形，内有一个辐射波标记，一个骷髅头标记和一个逃跑的人形。核辐射会向外释放3种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。现有甲、乙两个原子核，原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出图(b)所示的4条径迹，则(　　)
BD
A.磁场的方向一定垂直于纸面向里
B.甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子
C.a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹
D.b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹
2.解答此类问题的“三个关键”
(1)原子核在释放α或β粒子的过程中系统的动量守恒、能量守恒、电荷数守恒、质量数守恒。
(2)由左手定则和轨迹的内切或外切判断磁场方向和释放粒子的电性。
(3)根据洛伦兹力、牛顿第二定律以及动量守恒定律可知粒子轨迹半径和粒子电荷量的关系。
1.定义：放射性元素的原子核由于衰变而数目减少至原来_____所需的时间。
2.适用条件：半衰期描述的是____规律，不适用于____原子核的衰变。
3.特点
(1)放射性元素衰变的半衰期是由核________的因素决定的，跟原子所处的____状态和________ (压力、温度等)没有关系。
(2)不同的放射性元素的半衰期____，而且差别可能很大。
一半
统计
单个
内部自身
化学
外部条件
不同
[易错辨析]
(1)放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态都有关。( )
(2)10个具有放射性的某种元素的原子经历一个半衰期后一定还剩余5个原子没有衰变。( )
(3)镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，10 kg镭226经历3 240年后一定还剩余2.5 kg的镭226没有衰变。( )
×
×
√
[例7]　(2025·湖北武汉高二期末)下列有关半衰期的说法正确的是(　　)
A.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快
B.放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长
C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度
D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度
解析　放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期由其核内部自身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误。
A
C
1.(三种射线的性质)(多选)如图中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
解析　由题图可知，电场线方向向右，α射线带正电，所受电场力方向与电场线方向一致，故α射线向右偏转，即c为α射线；β射线带负电，所受电场力方向与电场线方向相反，故β射线向左偏转，即a为β射线；γ射线不带电，不发生偏转，即b为γ射线，故选项B、C正确。
BD
C
4.(半衰期)(多选)下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是(　　)
A.同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
B.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核适用
C.氡的半衰期是3.8天，若有4 g氡原子核，则经过7.6天就只剩下1 g氡
D.氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个氡
解析　放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，这是一个统计规律，对大量的原子核才适用，对少量原子核是不成立的，放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身的因素决定的，与原子所处的物理和化学状态无关，故A、D错误，B、C正确。
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
[基础巩固练]
1.放射性元素衰变时，通常会放出α、β、γ三种射线，这三种射线穿透本领的示意图如图所示，下列说法正确的是(　　)
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　α射线的穿透本领最弱，γ射线的穿透本领最强，因此射线x应为α射线，射线y应为β射线，射线z应为γ射线；α射线的电离本领最强，可以用来消除有害静电，故A错误，B正确；β射线的本质为高速电子流，其速度可达光速的99%，即接近光速，故C错误；γ射线的穿透本领最强，γ射线的本质是高能光子，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
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10
11
12
2.关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)
A.所有元素都具有天然放射性
B.放射性元素的半衰期与外界温度无关
C.放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性
D.α、β和γ三种射线中，β射线的穿透能力最强
解析　有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可以发生衰变，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，与外界温度无关，故B正确；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析　设X的质量数为A，电荷数为Z，核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，则有14＝14＋A，解得A＝0，又6＝7＋Z，解得Z＝－1，则X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的，A正确。
A
1
2
3
4
5
6
7
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B
1
2
3
4
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6
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1
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3
4
5
6
7
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9
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11
12
5.碘 131的半衰期为8天。衰变释放的β射线可用于治疗甲状腺疾病，若某人单次服用药物时，药物内碘 131每分钟衰变8×104次，之后不再服药。在16天后进行检测，发现其甲状腺内碘 131每分钟衰变的次数为104 次。则其服药后甲状腺吸收的碘 131大概占服用量的(　　)
A.20% B.30%
C.50% D.60%
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
6.在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是(　　)
A.应该用α射线探测物体的厚度
B.应该用γ射线放射源制成“烟雾报警器”
C.放射育种是利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异
D.医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素
解析　γ射线的贯穿能力最强，应该用γ射线探测物体的厚度，故A错误；因为α粒子的电离本领强，所以应该用α粒子放射源制成“烟雾报警器”，故B错误；γ射线的贯穿能力最强，从而使DNA发生变异，所以放射育种利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异，故C正确；如果放射性同位素的半衰期较短，则其废料易于处理，所以医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较短的放射性同位素，故D错误。
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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1
2
3
4
5
6
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8
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AD
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12
1
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3
4
5
6
7
8
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B
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3
4
5
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1
2
3
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BC
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D
解析　由题图可知，0.8m0的氡222质量减少到0.4m0所用的时
间Δt＝3.80 d，0.4m0的氡222质量减少到0.2m0所用的时间Δt＝3.80 d，即氡222的半衰期为3.80 d，故A、B、C错误，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
[拓展培优练]
12.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图所示。则(　　)
D
A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外
B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外
C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里
D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里

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