《医学专题一放射性物质的衰变.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学专题一放射性物质的衰变.ppt（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、天然一、天然(tinrn)放射现象放射现象1.1.放射性：物质发射射线的性质放射性：物质发射射线的性质2.2.放射性元素放射性元素 原子序数原子序数8383（包括（包括8383）以后）以后(yhu)(yhu)的的所有元素都具有天然放射性所有元素都具有天然放射性第一页，共二十九页。二、放射性射线二、放射性射线(shxin)的性质的性质1.1.三种三种(sn zhn)(sn zhn)射线射线 、2.2.三种射线的性质：三种射线的性质：最弱最弱最强最强c 光子光子较弱较弱较弱较弱接近接近c电离本领电离本领贯穿本领贯穿本领速率速率组成物质组成物质 射线射线射线种类射线种类氦核氦核电子电子最强最强最
2、弱最弱第二页，共二十九页。类型二类型二原子核的组成原子核的组成例例例例2 2答案答案(d n)：1）88、138 2）Q=88e=1.41x10 c3)88-19第三页，共二十九页。第二节第二节 放射性元素的衰变放射性元素的衰变(shuibin)(shuibin)第十九章第十九章 原子核原子核第四页，共二十九页。一、衰变一、衰变(shuibin)(shuibin)原子核放出原子核放出(fn ch)(fn ch)粒子或粒子或 粒粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变子转变为新核的变化叫做原子核的衰变 衰变衰变(shuibin)(shuibin)：放出：放出粒子的衰变，如粒子的衰变，如 1.1.定义
3、定义：2.2.种类：种类：衰变：衰变：1.1.中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号；2.2.原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数电荷数和质量数都守恒都守恒 第五页，共二十九页。衰变：放出衰变：放出(fn ch)(fn ch)粒子的衰变，如粒子的衰变，如 衰变衰变(shuibin)(shuibin)：说明：说明：1.1.中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号；2.2.原子核发生衰变时，衰变前后原子核发生衰变时，衰变前后(qinhu)(qinhu)的的电荷数电荷数和质量数和质量数都守恒都守恒 第六页，共二十九页。3.电荷数、质量数守恒运用电荷数、
4、质量数守恒运用(ynyng)：设一放射性元素设一放射性元素 经过经过n次次衰变后，再经衰变后，再经m次次衰变后变成变成稳定的新元素衰变后变成变成稳定的新元素 ,则该核反应方程式则该核反应方程式为：为：质量数守恒质量数守恒(shu hn)：A=A+4n电荷数守恒：电荷数守恒：Z=Z+2n-m以上以上(yshng)两式联立得：两式联立得：n=m=第七页，共二十九页。思考：思考：2382389292U(U(铀铀)要经过几次要经过几次衰变衰变(shuibin)(shuibin)和和衰变，才衰变，才能变为能变为 206206 8282Pb(Pb(铅铅)？它的中子数减少了多少？它的中子数减少了多少？8 8
5、次次 衰变衰变(shuibin)(shuibin)，6 6次次 衰变，中子数减少衰变，中子数减少 22.22.求衰变求衰变(shuibin)次数次数第八页，共二十九页。辐射辐射(fsh):衰变衰变(shuibin)或或衰变产生的新核往往处于高衰变产生的新核往往处于高能级，不稳定状态。要向低能级跃迁，放能级，不稳定状态。要向低能级跃迁，放出出光子光子射线经常是伴随射线经常是伴随射线和射线和 射线产生射线产生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生中有的发生衰变，有的发生衰变，有的发生衰变，同时就衰变，同时就会伴随着会伴随着辐射（辐射（没有没有衰变）。
6、衰变）。这时，放射这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有性物质发出的射线中就会同时具有、和和三三种射线。种射线。第十页，共二十九页。元素的放射性与元素存在的状态无关元素的放射性与元素存在的状态无关(wgun)(wgun)，放射性表明原子核是有内部结构的。放射性表明原子核是有内部结构的。说明说明(shumng)(shumng)：第十一页，共二十九页。二、半衰期(T)1.1.意义：意义：表示表示(biosh)(biosh)放射性元素衰变快慢的物理量放射性元素衰变快慢的物理量 2.2.定定义义：放放射射性性元元素素的的原原子子核核有有半半数数发发生生(fshng)(fshng)衰变所需的时间衰变所
7、需的时间不同的放射性元素其半衰期不同不同的放射性元素其半衰期不同书第书第7171页页第十二页，共二十九页。经过经过n个半衰期个半衰期(T)其剩余其剩余(shngy)的质量为：的质量为：质量与原子质量与原子(yunz)个数相对应，故经过个数相对应，故经过n个半衰期后个半衰期后剩余的粒子数为：剩余的粒子数为：3.公式(gngsh)：第十三页，共二十九页。注意注意(zh y)(zh y)：(1)(1)半衰期的长短是由原子半衰期的长短是由原子(yunz)(yunz)核内部本身核内部本身的因素决定的，与原子的因素决定的，与原子(yunz)(yunz)所处的物理、化所处的物理、化学状态无关学状态无关 (2
8、)(2)半半衰衰期期是是一一个个统统计计规规律律，只只对对大大量量(dling)(dling)的的原原子子核核才才适适用用，对对少少数数原原子子核核是是不适用的不适用的第十四页，共二十九页。课堂训练课堂训练：完成下列衰变：完成下列衰变(shuibin)(shuibin)方程，并注意它属方程，并注意它属于何种反应：于何种反应：(1)(1)，属于，属于(shy)(shy)衰变；衰变；(3)(3)；属于；属于(shy)(shy)衰变。衰变。(2)(2)，属于，属于衰变；衰变；第十五页，共二十九页。练习练习(linx)(linx)1:1:关于关于、三种射线，下列说法中正确的是（三种射线，下列说法中正确
9、的是（）A A、射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱B B、射射线线是是原原子子核核外外电电子子电电离离形形成成的的电电子子流流，它它具具有有中中等等的的贯贯穿穿能能力力C C、射线一般伴随射线一般伴随(bn su)(bn su)着着或或射线产生，它的贯穿能力最强射线产生，它的贯穿能力最强D D、射线是电磁波，它的电离作用最强射线是电磁波，它的电离作用最强C C题号题号分析分析结果结果A射线射线:电离能力最强、穿透力最弱电离能力最强、穿透力最弱错错B射线：电离能力较弱、穿透力较强。射线：电离能力较弱、穿透力较强。实质：原子核内部中子转化为一个
10、质子和一个实质：原子核内部中子转化为一个质子和一个电子，电子释放出去。电子，电子释放出去。01n 11H+-10e错错C射线：是伴随着射线：是伴随着或或射线产生的，原子由高激射线产生的，原子由高激发态跃迁到较低能级释放出的能量，是电磁波、发态跃迁到较低能级释放出的能量，是电磁波、电离能力最弱、穿透力最强。不带电。电离能力最弱、穿透力最强。不带电。对对D错错第十六页，共二十九页。练习练习(linx)(linx)3 3：由原子核的衰变规律可知：由原子核的衰变规律可知 ()()CA A放射性元素一次衰变可同时产生放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线和射线射线B B放射性元素发生放射性元素发生衰变时
11、，新核的化学性质不变衰变时，新核的化学性质不变C C放射性元素发生衰变的快慢不可人为放射性元素发生衰变的快慢不可人为(rnwi)(rnwi)控制控制D D放射性元素发生放射性元素发生正正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 1题号题号分析分析结果结果A放射性元素一次衰变可产生放射性元素一次衰变可产生射线或射线或射线。射线。错错B发生发生衰变时，变成质子数增加衰变时，变成质子数增加1的新原子。的新原子。错错C衰变的快慢由原子核因素决定，跟原子所处物理衰变的快慢由原子核因素决定，跟原子所处物理状态（温度、压强等）和化学状态状态（温度、压强等）和化学状态
12、(单质、化合单质、化合物等）无关物等）无关对对D放放射射性性元元素素发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数数不不变变，核电荷数减小核电荷数减小1错错衰衰变变(shuibin)的的理理解解第十七页，共二十九页。2钋钋210经经衰变成稳定衰变成稳定(wndng)的铅，其半衰期为的铅，其半衰期为138天，质量为天，质量为64g的钋的钋210，经，经276天，求钋的质天，求钋的质量。量。第十八页，共二十九页。3放射性元素发生衰变时，可放出放射性元素发生衰变时，可放出(fn ch)光子，光子，这光子是：这光子是：A原子核外层电子受激发后产生的原子核外层电子受激发后产生的B原子核内层电子受激
13、后产生的原子核内层电子受激后产生的C产生衰变的这个原子核产生的产生衰变的这个原子核产生的D衰变后产生的新核产生的。衰变后产生的新核产生的。D第十九页，共二十九页。类型三类型三半衰期的应用半衰期的应用例例例例3 3第二十页，共二十九页。谢谢谢谢(xi xie)大家大家第二十一页，共二十九页。4氡氡222衰变为钋衰变为钋218的半衰期是的半衰期是3.8天，纯净的天，纯净的氡经过氡经过7.6天后天后(tin hu)，求氡与钋的原子数之比和氡与，求氡与钋的原子数之比和氡与钋的质量之比。钋的质量之比。1 3第二十二页，共二十九页。1如图所示，如图所示，x为未知的放射源，为未知的放射源，L为薄铝片，若在放
14、射源和计数为薄铝片，若在放射源和计数器之间器之间加上加上L后后，计数器的计数器的计数率大幅度减小计数率大幅度减小，在在L和计数器之间和计数器之间再再加竖直加竖直(sh zh)向下的匀强磁场向下的匀强磁场，计数器的计数器的计数率不变计数率不变，则，则x可能是可能是()A和和的混合放射源的混合放射源 B纯纯放射源放射源C和和的混合放射源的混合放射源 D纯纯放射源放射源变式训练变式训练分析：分析：1.加加L后，计数率大幅度减小说明，后，计数率大幅度减小说明，含有含有(hn yu)穿透力很弱的粒子，穿透力很弱的粒子，粒子。粒子。2.再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数
15、率不变，说明含有不带电的粒子即数率不变，说明含有不带电的粒子即射射线线C第二十三页，共二十九页。练习练习5 5：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，变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以如图所示。由图可以(ky)(ky)判定判定 （）A A、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变(shuibin)(shuibin)B B、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变C C、磁场方向一定垂直于纸面向里、磁场方向一定垂直于纸面向里D D、不能判定磁场方向向里还是向外、不能判定磁场方向向
16、里还是向外abBD分析：分析：1.放出的带电粒子和反冲核的运动方向相放出的带电粒子和反冲核的运动方向相反。反。2.原子核和反冲核系统动量守恒原子核和反冲核系统动量守恒:MV1=mv2.3.“异性内切、同性外切异性内切、同性外切”：为：为粒子。粒子。4.r=mv/qB由于由于(yuy)动量等大，则动量等大，则电量小，电量小，r大。大。a 为为粒子的轨迹，粒子的轨迹，b为反冲核的轨迹为反冲核的轨迹第二十四页，共二十九页。练习练习(linx)(linx)6 6：静止静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个它放出一个粒子粒子后，其速度方向与磁场方向垂直
17、，测得后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒粒子和反冲核轨道半径之比为子和反冲核轨道半径之比为4444：1 1，如图所示：则（，如图所示：则（）A A、粒子与反冲粒子的动粒子与反冲粒子的动 量大小相等量大小相等(xingdng)(xingdng)，方向相反，方向相反B B、原来放射性元素的原子核、原来放射性元素的原子核 电荷数为电荷数为9090C C、反冲核的核电荷数为、反冲核的核电荷数为8888D D、粒子与反冲核的速度之粒子与反冲核的速度之 比为比为1 1：8888 R1R2ABC分析：分析：1.动量守恒动量守恒(shu hn)2.r=mv/qB则则44/1=q/2e所以反冲核所以反冲核q=
18、88e。Q原原=88+2=903.不知质量比，无法确定速度比不知质量比，无法确定速度比第二十五页，共二十九页。一、原子核的衰变一、原子核的衰变(shuibin)(shuibin)2.2.衰变衰变(shuibin)(shuibin)原则：原则：质量数质量数守恒守恒(shu hn)(shu hn)，电荷数守恒，电荷数守恒(shu hn)(shu hn)。1.1.原子核的衰变：原子核的衰变：（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变（3 3）衰变衰变:伴随伴随 射线或射线或 射线产生射线
19、产生.二、半衰期二、半衰期1 1、半衰期、半衰期:放射性元素的原子放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。间，叫做这种元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。课堂总结课堂总结放射性元素半衰变是一个统计规律放射性元素半衰变是一个统计规律。第二十六页，共二十九页。变式训练变式训练3有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是甲甲15天，天，乙乙30天，它们的质量分别为天，它们的质量分别为m甲
20、甲、m乙乙，经过，经过(jnggu)60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比之比M甲甲 M乙乙是是()A1 4 B4 1C2 1 D1 2M余余=M原原(1/2）n.和和n=t/T的应用的应用(yngyng)第二十七页，共二十九页。将将、三种射线分别射入三种射线分别射入(sh r)匀强磁场和匀强电场，图匀强磁场和匀强电场，图1913中表示射线偏转情况中正确的是中表示射线偏转情况中正确的是()课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一三种射线的分析与鉴别三种射线的分析与鉴别例例例例1 1分析：分析：1.在磁场中在磁场中r=mv/qB，(求求r比值比值)或
21、对于或对于粒子，粒子，m极小，相对说极小，相对说r小。小。A对。对。2.在电场在电场(din chng)中做类平抛运动中做类平抛运动X=vt,y=at2/2=qEt2/2m=qEx2/2mv2.取一定的取一定的x值。对于值。对于粒子，粒子，m极小，极小，y值值较大。较大。D对对AD第二十八页，共二十九页。内容(nirng)总结一、天然放射(fngsh)现象。这时，放射(fngsh)性物质发出的射线中就会同时具有、和三种射线。不同的放射(fngsh)性元素其半衰期不同。C、射线一般伴随着或射线产生，它的贯穿能力最强。实质：原子核内部中子转化为一个质子和一个电子，电子释放出去。A放射(fngsh)性元素一次衰变可同时产生射线和射线。3.不知质量比，无法确定速度比。质量数守恒，电荷数守恒。（3）衰变:伴随射线或射线产生.。2、不同的放射(fngsh)性元素，半衰期不同。AD第二十九页，共二十九页。