1、 第2节原子核衰变和半衰期 一 天然放射现象 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 人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的 天然放射性现象的发现说明原子核具有复杂结构 1896年 法国物理学家贝克勒尔发现 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照相底片感光 物质发射射线的性质称为放射性 具有发射性的元素称为放射性元素 元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象 铅盒 放射源 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 照相底片 放射性不是少数几种元素才有的 研究发现 原子序数大于82的所有元素 都能自发的放出射线 原子序数小于83的元素 有
2、的也具有放射性 放大了1000倍的铀矿石 反射型物质发出的射线有三种 氦原子核 高速电子流 高能量电磁波 1 10光速 接近光速 光速 弱 较强 很强 很容易 较弱 很弱 阅读课文填写表格 空气中仅前进几厘米 几毫米厚的铝板 几厘米厚的铅板 原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变 原子核衰变时电荷数和质量数都守恒 U238发生 衰变时变为 钍 Th234 钍 Th234也具有放射性 发生 衰变后变为 镤 Pa234 1 衰变的衰变方程 原子核衰变时电荷数和质量数都守恒 衰变的本质 在原子核中 2个中子和2个质子结合得比较紧密 有时作为一个整体从较大的原子核中抛射出来 2 衰变
3、的衰变方程 方程两边也符合电荷数和质量数守恒 衰变的本质 核内的中子转化为质子和电子 产生的电子从核内发射出来 3 衰变的本质原子核的能量也是量子化的 衰变 衰变产生的新核往往处于高能级 它们向低能级跃迁时辐射 光子 衰变总是伴随 射线和 射线产生 从到需要经过多少次 衰变和多少次 衰变 1 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 总比上一次测量少一半 2 半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间 3 剩余质量 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 只与核内部本身的因素决定 238U 4 5billionyears14C 5700
4、years226Ra 1600years3H 12 6years125I 60days32P 14days99Tc 6hours212Po 3 0 10 7s 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 放射性的应用与防护 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 一 探测射线的方法 1 使气体电离 2 使照相底片感光 3 使荧光物质产生荧光 二 放射性的应用 放射性同位素在农业 医疗卫生 和科学研究等许多方面得到了广泛的
5、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 有些同位素具有放射性 叫做放射性同位素 放射性的应用 射线应用 示踪原子 探伤仪 培育新种 保存食物 消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤 农作物检测 诊断器质性和功能性疾病 生物大分子结构及功能研究 放射性的应用 食品保鲜 棉花育种 放射性同位素造影术 粮食保存 放疗 治疗 放射线测厚仪 伽玛刀 三 放射性污染和防护 过量的放射性会对环境造成污染 对人类和自然界产生破坏作用 20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性 遭原子弹炸后的广岛 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 人们采取了有效的防范措施 检测辐射装置 全身污染检测仪 辐射检测系统 辐射源的存放 铀 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的外泄 1 密封防护2 距离防护3 时间防护4 屏蔽防护 放射性污染和防护
