人教版 (新课标)选修32 放射性元素的衰变图文ppt课件

这是一份人教版 (新课标)选修32 放射性元素的衰变图文ppt课件，共27页。PPT课件主要包含了贝可勒尔，氦核流，电子流，光子流，质量数，电荷数，物理状态，化学状态，结合能，E＝mc2等内容，欢迎下载使用。

1．天然放射现象(1)天然放射现象：发现天然放射现象．揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对无数放射现象的研究，人们发现：原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也有放射性，它们放射出来的射线共有3种．
(2)3种射线：①α射线：速度为光速1/10的，贯穿作用，电离作用．②β射线：速度约为光速99%的，贯穿作用，电离作用．③γ射线：速度为光速的 (波长极短的电磁波)，贯穿作用，电离作用．
2．原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程，即：ZAX＋x―→Z′A′Y＋y.其中ZAX是靶核的符号，x为入射粒子，Z′A′Y是新核，y是放射出的粒子的符号．原子核的人工转变使人们推知原子核的组成：由质子和中子组成．核电荷数＝质子数，质量数＝质子数＋中子数．原子核反应遵守 和守恒．
3．原子核的衰变(1)原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．有α衰变、β衰变和γ衰变．(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．半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的或无关．
4．核能(1)核力：核子之间的作用力．(2)核能：由于原子核中的核子间存在强大的核力，使得原子核成为一个坚固的集合体．要把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功．反之，要把核子集合成一个原子核，就要放出巨大的能量．单个核子结合成原子核或原子核分裂成单个核子，放出或吸收的能量叫做原子核的 ．
(3)质能方程：①质量亏损：组成原子核的核子的质量和与原子核的质量之差叫质量亏损．②质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的能量和它的质量成正比，即 .(4)核能的计算：根据1原子质量单位(u)相当于 能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV.注意：该式中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV.
(5)核能的利用途径：①重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个) 核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积，如 92235U＋01n―→3692Kr＋ 56141Ba＋301n.②轻核聚变：某些轻核结合成的核，同时释放出大量核能的反应过程．要想使氘核和氘核结合成氦核，必须达到几百万度以上的高温．因此，聚变反应又叫热核反应，如：12H＋13H―→24He＋01n.
考点一　核反应的4种类型
【技巧提示】　书写原子核的衰变方程时应注意：(1)核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．(4)核反应遵循电荷数守恒．(5)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的不发生衰变， 同时伴随着辐射．
【案例1】(2011·海南高考）2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故.在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是___________________和___________________（填入正确选项前的字母）.131I和137Cs原子核中的中子数分别是_____和_____.
【解析】根据质量数守恒可判断，131I和137Cs的衰变方程分别为B和C.再根据核电荷数守恒，131I和137Cs的质子数分别为53和55，则中子数分别为78和82.【答案】B C 78 82
【即时巩固1】　(2010·广东理综)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有(　　)A. 92238U→ 90234Th＋24He 　　是α衰变B. 714N＋24He→ 817O＋11H 　　是β衰变C．12H＋13H→24He＋01n 　　是轻核聚变D．3482Se→3682Kr＋2－1　0e 　　是重核裂变【解析】　α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；β衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错；C项是轻核的聚变，D项是β衰变现象，故C对，D错．【答案】　A、C
考点二　半衰期确定衰变次数的方法：设放射性元素ZAX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z′A′Y，则表示该核反应的方程为：ZAX→Z′A′Y＋n24He＋m－1　0e.根据电荷数守恒和质量守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组．
【技巧提示】　(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测．对个别或极少数原子核，无半衰期可言．(2)确定衰变次数，往往先由质量数的改变确定α衰变的次数，因为β衰变对质量数无影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．这样做比较简捷．
【案例2】（2011·天津理综）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展.当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子.碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程.若碳11的半衰期τ为20 min，经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）
【解析】核反应方程为设碳11原有质量为m0，经过t1=2.0 h剩余的质量为m1，根据半衰期定义有
【误区警示】　(1)半衰期是原子核有半数发生衰变，变成新核，并不是原子核的数量、质量减少一半．（2）要理解半衰期公式中各物理量的含义，在公式 中，m是指剩余的原子核的量，而不是衰变的量.
【即时巩固2】　某放射性元素原为8 g，经6天时间已有6 g发生了衰变，此后再衰变1 g还需要几天？【解析】 【答案】　3天
考点三　核能1．质能方程一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量存在简单的正比关系：物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减小．(1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(2)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.
2．获得方式核能的重核裂变和轻核聚变．聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍．
【技巧提示】　(1)核能的计算方法：①根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．②根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．③根据平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子平均结合能×核子数．(2)利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．
【案例3】（2011·江苏高考）有些核反应过程是吸收能量的.例如，在 中，核反应吸收的能量Q=［（mO+mH）-（mX+mN）］c2.在该核反应方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能Ek轰击静止的147N核，若Ek=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由.【解析】根据核反应中的质量数守恒及电荷数守恒可知X粒子为42He（α粒子）.不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求.【答案】42He 不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求.
【即时巩固3】　(2009·海南高考)钚的放射性同位素 94239Pu静止时衰变为铀核激发态 92235U和α粒子，而铀核激发态 92235U立即衰变为铀核 92235U，并放出能量为0.097 MeV的γ光子．已知： 94239Pu、 92235U和α粒子的质量分别为mPu＝239.052 l u、mu＝235.043 9 u和mα＝4.002 6 u，l u＝931.5 MeV/c2.(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．
【解析】　(1)衰变方程为： 94239Pu→ 92235U＋α，① 92235U→ 92235U＋γ.②或合起来有 94239Pu→ 92235U＋α＋γ.③(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm＝mPu－mU－mα.④放出的能量为ΔE＝c2·Δm.⑤这能量是铀核 92235U的动能EU、α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和，即ΔE＝EU＋Eα＋Eγ.⑥