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1、第第2节原子核衰变和半衰期节原子核衰变和半衰期一、天然放射现象一、天然放射现象 人们通过什么现象或实验发现原子核是人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？由更小的微粒构成的？人们认识原子人们认识原子核的结构就是核的结构就是从天然放射性从天然放射性开始的。开始的。天然放射性现象的发现说明原子核具有复杂结构 1896 1896年，法国物理学家年，法国物理学家贝克勒尔贝克勒尔发现，铀和含铀的发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质发射射线的性质称为照相底片感光，物质发射射线的性质称为放射性放射性具
2、有具有发射性的元素称为发射性的元素称为放射性元素放射性元素元素这种自发的放出射元素这种自发的放出射线的现象叫做线的现象叫做天然放射现象天然放射现象铅盒铅盒放放射射源源射射线线天然放射性元素的原子核发出的射线天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光可使照相底片感光照相底片照相底片 放射性不是少数几种元素才有的，研放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于究发现，原子序数大于8282的所有元素，都的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于能自发的放出射线，原子序数小于8383的元的元素，有的也具有放射性素，有的也具有放射性放大了放大了10001000倍的铀矿石倍的铀矿石天然放射
3、现象天然放射现象天然放射现象天然放射现象人工放射性同位素人工放射性同位素人工放射性同位素人工放射性同位素反射型物质发出的射线有三种：二、放射线本质二、放射线本质二、放射线本质二、放射线本质二、放射线本质二、放射线本质二、放射线本质二、放射线本质射线射线射线电离能力贯穿能力速度成分氦原子核氦原子核高速高速电子流电子流高能量高能量电磁波电磁波1/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱较强较强很强很强很容易很容易较弱较弱很弱很弱阅读课文填写表格：（空气中仅前进几厘米）（空气中仅前进几厘米）（几毫米厚的铝板）（几毫米厚的铝板）（几厘米厚的铅板）（几厘米厚的铅板）三、衰变、半衰期三、衰变、半衰期三、衰
4、变、半衰期三、衰变、半衰期 原子核由于放出某种粒子而转变为新核的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做变化叫做原子核的衰变原子核的衰变 原子核衰变时电荷数和质量数都守恒原子核衰变时电荷数和质量数都守恒U238U238发生发生 衰变衰变时变为（钍）时变为（钍）Th234Th234 （钍）（钍）Th234Th234也具有放射性，也具有放射性，发生发生 衰变衰变后变为（镤）后变为（镤）Pa234Pa234，1 1、衰变的衰变方程：衰变的衰变方程：原子核衰变时电荷数和质量原子核衰变时电荷数和质量数数都守恒。都守恒。衰变的本质：在原子核中，衰变的本质：在原子核中，2 2个中子和个中子和2 2个质子
5、结合个质子结合得得比较紧密，有时作为一个整体从较大的原子核中抛射出比较紧密，有时作为一个整体从较大的原子核中抛射出来。来。2 2、衰变的衰变方程：衰变的衰变方程：方程两边也符合电荷数和质量数守恒。方程两边也符合电荷数和质量数守恒。衰变的本质：衰变的本质：核内的中子转化核内的中子转化为质子和电子，产生的为质子和电子，产生的电子从核内发射出来。电子从核内发射出来。3 3、衰变的本质衰变的本质 原子核的能量也是量子化的，原子核的能量也是量子化的，衰变、衰变、衰变产衰变产生的新核往往处于高能级，它们向低能级跃迁时辐生的新核往往处于高能级，它们向低能级跃迁时辐射射光子。光子。衰变总是伴随衰变总是伴随射线
6、和射线和射线产生。射线产生。从从 到到 需要经过多少次需要经过多少次衰变和衰变和多少次多少次衰变？衰变？1 1、放射性元素衰变的速度规律、放射性元素衰变的速度规律每隔特定的时间测量一次剩余的放射性物质的原子数，每隔特定的时间测量一次剩余的放射性物质的原子数，总比上一次测量少一半。总比上一次测量少一半。2 2、半衰期（、半衰期（）：）：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。3 3、剩余质量：、剩余质量：三、衰变、半衰期三、衰变、半衰期三、衰变、半衰期三、衰变、半衰期一些物质的半衰期一些物质的半衰期元素的半衰期与原子的物理或化学性质状态无关，元素的
7、半衰期与原子的物理或化学性质状态无关，只与核内部本身的因素决定只与核内部本身的因素决定。o238U =4.5 billion yearso14C =5700 yearso226Ra=1600 yearso3H =12.6 yearso125I =60 dayso32P =14 dayso99Tc =6 hourso212Po=3.010-7s确定古木的年代确定古木的年代活的植物由于新陈代谢，其中12C和14C的含量与大气中的含量比例一致，但死去的植物由于14C不断衰变。根据14C衰变的半衰期和现在实际的含量，就可以推算出它的年代了。虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来虽然放射线看不见，
8、但是我们可以根据一些现象来虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在，这些现象主要是探知放射线的存在，这些现象主要是探知放射线的存在，这些现象主要是探知放射线的存在，这些现象主要是：一、探测射线的方法一、探测射线的方法1 1 1 1、使气体电离、使气体电离、使气体电离、使气体电离2 2 2 2、使照相底片感光、使照相底片感光、使照相底片感光、使照相底片感光3 3 3 3、使荧光物质产生荧光、使荧光物质产生荧光、使荧光物质产生荧光、使荧光物质产生荧光二、放射性的应用二、放射性的应用放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许放射性同位
9、素在农业、医疗卫生、和科学研究等许放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛的应用其应用是沿着利用它的射线多方面得到了广泛的应用其应用是沿着利用它的射线多方面得到了广泛的应用其应用是沿着利用它的射线多方面得到了广泛的应用其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的和作为示踪原子两个方向展开的和作为示踪原子两个方向展开的和作为示踪原子两个方向展开的有些同位素具有放射性，叫做有些同位素具有放射性，叫做有些同位素具有放射性，叫做有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素放射性同位素放射性同位素放射性同位素放放射射性性的的应应用用射线应
10、用射线应用示踪原子示踪原子探伤仪探伤仪培育新种培育新种保存食物保存食物消除有害静电消除有害静电消灭害虫消灭害虫治疗恶性肿瘤治疗恶性肿瘤农作物检测农作物检测诊断器质性和功能性疾病诊断器质性和功能性疾病生物大分子结构及功能研究生物大分子结构及功能研究食品保鲜食品保鲜棉花育种棉花育种放射性同位素造影术放射性同位素造影术粮食保存粮食保存“放疗放疗”治疗治疗放射线测厚仪放射线测厚仪伽玛刀伽玛刀三、放射性污染和防护三、放射性污染和防护过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然
11、界产生破坏作用产生破坏作用产生破坏作用产生破坏作用 2020世纪人们在毫无防世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛遭原子弹炸后的广岛放射性污染和防护放射性污染和防护为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：采取了有效的防范措施：采取了有效的防范措施：采取了有效的防范措施：检测辐射装置检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪仪辐射检测系统辐射检测系统辐射源的存放辐射源的存放铀铀放射性污染和防护放射性污染和防护核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄：的外泄：的外泄：的外泄：1 1、密封防护、密封防护2 2、距离防护、距离防护3 3、时间防护、时间防护4 4、屏蔽防护、屏蔽防护放射性污染和防护放射性污染和防护