1、4.2 核衰变与核反应方程 学案 【学习目标】 (1)知道天然放射现象的原因是核的衰变 (2)知道三种射线的本质，以及如何运用磁场和电场来区分它们 (3)知道 衰变和 衰变 (4)会书写核反应方程 (5)知道半衰期的概念，会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义 【学习重点】 核反应方程 【知识要点】 1、原子核的衰变 （1）原子核的衰变 原子核放出 或 粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另 一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。一种物质变成另一种物质。 （2） 衰变 铀 238 核放出一个 粒子后，核的质量数减少 4，核电荷数减少 2，变成新核-钍 234 核
2、。那这种放出 粒子的衰变叫做 衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示： 23892U 23490Th+42He （3）衰变方程式遵守的规律 第一、质量数守恒 第二、核电荷数守恒 衰变规律： AZX A-4Z-2Y+42He （4） 衰变 钍 234 核也具有放射性，它能放出一个 粒子而变成 23491Pa（镤） ，那它进行的是 衰变，请同学们写出钍 234 核的衰变方程式？ 粒子用 0-1e 表示。 钍 234 核的衰变方程式： 23490Th 23491Pa+0-1e 衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加 1 衰变规律： AZX AZ+1Y+0-1e （5） 射线
3、 是由于原子核在发生 衰变和 衰变时原子核受激发而产生 的光（能量）辐射，通 常是伴随 射线和 射线而产生。 射线的本质是能量。理解 射线的本质，不能单 独发生。 2、半衰期 半衰期表示放射性元素的衰变的快慢；放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间， 叫做这种元素的半衰期；半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个 统计规律 说明：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增 温均不会改变。 【问题探究】 问题 1：原子核既然是由质子和中子组成，那为什么还会从原子核里发射出 a 粒子和 粒 子？ 解答：实际上，发射出来的 a 粒子和 粒子仍是原子
4、核的质子和中子结合或转化而成的。 a 粒子是原子核的 2 个质子和 2 个中子结合在一起发射出来的， 粒子是原子核乃的中子 转化成质总时产生发射出来的。所以不能因为从原子核中发射出 a 粒子和 粒子就认为原 子核也是由它们组成的 问题 2在写核 反应方 程时，能否用“=”连结核反应方程?为什么? 解答：核反应通常是不可逆的，如：用 a 粒子轰击氮核， + + 可能得到147N2He178O 氧核，但是用质子轰击氧核时，却不能得到氮核所以核反应方程只能用“”连接，不 能用“=”连接，用“”连接，指示反应方向 问题 3： 衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象 衰变那样容 易理解
5、，因为核电荷数要增加，为什么会增加？哪来的电子？ 解答：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子 转化为质子时同时要产生一个电子： 10n 11H 0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成 了 衰变。可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。 【典型例题】 例 1：配平下列衰变方程 23492U 23090Th+( 42He ) 23490U 23491Pa+( 0-1e ) 例 2：钍 232（ 23290Th）经过_次 衰变和_次 衰变，最后成为铅 208（ 20882Pb） 分析：因为 衰变改变原子核的质量数而 衰变不能，所以应先从判断
6、衰变次数入手： 衰变次数= =6u 4208-3 每经过 1 次 衰变，原子核失去 2 个基本电荷，那么，钍核经过 6 次 衰变后剩余 的电荷数与铅核实际的 电荷数之差，决定了 衰变次数： 衰变次数= =4(-1)e8690 【当堂反馈】 1、原子核放出_粒子或_粒子，变成一种新的原子核，这种变化叫原子核的 _。这种变化自发进行时主要有两种，一种叫_，另一种叫 _。 2、放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫这种元素的_，它是 _决定的，与原子核所处的物理或化学状态无关。 3、放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为_守恒，_守恒 4、下列关于三种射线的说法正确的是 ( ) A 粒子就是电
7、子 B 粒子就是氦原子核 C 就是光子 D以上说法都不正确 5、下列关于三种射线的本领和主要作用，说法正确的是( ) A 射线的穿透本领很强，电离作用很弱 B 射线是高速电子流，电离作用 较强，穿透本领也较强 C 射线是波长很短的电磁波，穿透本领很强 D以上说法都不正确 6、对天然放射现象，下列说法中正确的是 ( ) A 粒子带正电，所以 射线一定是从原子核中射出的 B 粒子带负电，所以 射线有可能是核外电子 C 是光子，所以 射线是可能是原子发光产生的 D 射线、 射线、 射线都是从原子核内部释放出来的 7、一放射源放射出某种或多种射线，当用一张簿纸放在放射源前面时，射线的强度减为原 来的三
8、分之一，而当用 1cm 厚的铝板放在 放射源前面时，射线的强度几乎减为零，由此可 知该放射源所放射出的 ( ) A只有 射线 B只有 射线 C是 射线和 射线 D是 射线和 射线 8、某放射性元素的原子核 X 连续经过三次 衰变和两次 衰变，若最后变成另一种元 AZ 素的原子核 Y，则该新核的符号是 ( A Y B Y C Y D Y 142Z146AZ126AZ124AZ 9、原子核 X 经过一次 衰变后变成原子核 Y，原子核 Y 再经过一次 衰变后变成原子核 Z，则下列关于这三种原子核的说法正确的是 ( ) AX 的中子数比 Z 的中子数多 3 个 BX 的质子数比 Z 的质子数多 2 个
9、 CZ 的核子数比 Y 的核子数少 3 个 DX 的中性原子的核外电子数比 Y 的中性原 子的核外电子数少 5 个 10、下列关于半衰期的理解正确的是 ( ) 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，元素的半衰期也变短 C把放射性元素放到密闭的容器中，可以减慢它的衰变速度 D降 低温度或增大压强，可以让放射性元素的半衰期变长 11、某两种放射性元素 A 和 E 分别发生了如下的系列衰变： A B C D，E F G H，已知 B 和 E 是同位素， 则 ( ) AC 和 F 是同位素，D 和 G
10、是同位素 BA 和 G 是同位素 B 和 H 是同位素 CC 和 G 是同位素 D 和 H 是同位素 DA 和 F 是同位素 B 和 G 是 同位素 12、如图所示，在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两圆轨 迹，不计放出光子的能量，则下列说法正确的是 ( ) A发生的是 衰变 B发生的是 衰变 Ca 是 粒子的运动轨迹 D衰变后的新核是逆时针运动的 13、测得某矿石中铀、铅质量比为 1.161，假设开始时矿石中只含有铀 238，发生衰变 的铀 238 都变成了铅 206，已知铀 238 的半衰期为 4.5109年，求矿石的年龄。 14、静止的镭原子核 Ra 经一次 衰变后变成一个新核 Rn，28 （1）写出衰变方程； （2）若测得放出的 粒子的动能为 E1，求新核的动能； （3）镭核衰变时放出的能量。 （不考虑 衰变） 【参考答案】 1、，衰变， 衰变， 衰变 2、半衰期，放射性元素原子核内部本身性质 3、电荷数，质量数 4、ABC 5、 BC 6、AD 7、C 8、D 9、A 10、A 11、B 12、BCD 13、4.510 9年 14、 （1） Ra RnHe （2） E1 （3） E12846567 【反思】 收 获 疑 问
