高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 放射性元素的衰变导学案

5.2放射性元素的衰变

【学习目标】

1．知道放射现象的实质是原子核的衰变。

2．知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律。

3．理解半衰期的概念。

4．了解放射性同位素及其应用。

5．了解核辐射与防护方法。

【学习重点】

原子核的衰变规律及半衰期。

【学习难点】

半衰期描述的对象。

【学习过程】

一、原子核的衰变

1．什么是衰变？什么叫α衰变？衰变时质量数和电荷数有什么特点？

写出的衰变方程式：

什么叫β衰变？

写出钍234核的衰变方程式：

2．α衰变β衰变核反应方程的书写

3．衰变规律：原子核发生衰变时，衰变前后的_______________________都守恒。

β衰变核电荷数要增加，为什么会增加？哪来的电子？

原子核内虽然没有电子，但核内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：______________________________________

这个电子从核内释放出来，就形成了β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。

γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

书写方程式时说明：中间用________________，不用等号；是____________守恒，不是质量守恒；方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。

4．本质：

α衰变：原子核内少两个质子和两个中子。

β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子。

二、半衰期

1．___________________________________________的时间，叫做这种元素的半衰期。

（1）半衰期的长短是由________________________的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关。

（2）半衰期是一个______________，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的。

三、核反应

1．核反应：___________________________________________________叫核反应。

说明：

（1）核反应中________________________。

（2）核反应是_______________的变化，化学反应是__________________的变化。

四、放射性同位素及其应用

1．_______________________________________________叫做放射性同位素。

2．人工放射性同位素和天然放射性同位素相比的优点：

（1）_________________________________________。

（2）_________________________________________。

（3）_________________________________________。

3．放射性同位素的应用：

A．利用射线的____________本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制。

B．由于γ射线____________本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪。

C．利用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。

D．利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等。

E．示踪原子：棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，利用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，被植物吸收，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，就可知道什么时候磷的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等。人体甲状腺的工作需要碘，碘被吸收后聚集在甲状腺内。给人注射碘的放射性同位素碘131，在颈部底部的甲状腺被放射性示踪剂碘131高亮着色。定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的疾病。

五、辐射与安全

1．放射性的危害

过量的射线对人体组织有__________作用，这些破坏往往是对______________的破坏，有时不会马上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。

____________________、_________________会产生严重的污染。

在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。

有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。

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。

2．放射性的防护

（1）在核电站的核反应堆外层用_____________________来防止放射线的外泄。

（2）用过的核废料要放在很厚的____________________内，并埋在深海里。

（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离__________________。

【练习巩固】

1．关于三种射线，下列说法中正确的是（    ）

A．射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱

B．射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力

C．射线一般伴随着或射线产生，它的贯穿能力最强

D．射线是电磁波，它的电离作用最强

答案：C

2．如图所示，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（    ）

A．a为射线，b为射线

B．a为射线，b为射线

C．b为射线，c为射线

D．b为射线，c为射线

答案：BC

3．由原子核的衰变规律可知（    ）

A．放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线

B．放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变

C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制

D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1

答案：C

4．一块氡222放在天平的左盘时，需在天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（    ）

A．222g  B．8g

C．2g   D．4g

答案：D

5．关于放射性同位素的应用下列说法中正确的有（    ）

A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了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

C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

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

答案：BD

6．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子（    ）

A．射线探伤仪

B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况

C．利用钴60治疗肿瘤等疾病

D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律

答案：BD

7．关于放射性的应用，下列说法正确的是（    ）

A．利用射线使空气电离，把静电荷导走

B．利用射线照射植物的种子，使产量显著增加

C．利用射线来治疗肺癌、食道癌等疾病

D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子

答案：ACD

8．用高能（氪）离子轰击（铅），释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是（    ）

A．其质子数为118    B．其质量数为293

C．其原子序数为118   D．其中子数为90

答案：ABC

9．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，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（    ）

A．该核发生的是衰变

B．该核发生的是衰变

C．磁场方向一定垂直于纸面向里

D．不能判定磁场方向向里还是向外

答案：BD