思易学教育-选修3-5第十九章第1-4节原子核的组成;放射性元素的衰变;探测射线的方法;放射性的应用与防护

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1、第十九章原子核第一节原子核的组成第二节放射性元素的衰变第三节探测射线的方法第四节放射性的应用与防护二.知识内容（一）原子核的组成1.天然放射现象（1）放射性：物质发射射线的性质，叫放射性。（2）放射性元素：具有放射性的元素，原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线；原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。（3）天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。2.三种射线（1）α射线：α射线实际上是氦原子核，电离作用较强，但穿透本领较差。（2）β射线：β射线是高速电子流，它的电离作用较弱，但穿透本领较强。（3）

2、γ射线：γ射线是能量很高的电磁波，波长很短，它的电离作用更小。但穿透本领更强。3.原子核的组成原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，质子、中子统称为核子，原子核常用符号表示。（二）放射性元素衰变1.原子核的衰变：（1）定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变。（2）分类：①放射性元素的原子核放出一个α粒子后，成为新核，这种衰变过程叫做α衰变。②放射性元素的原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变。说明：原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。（3）衰变方程：①α衰变：②β衰变：（4）实质：①α衰变

3、：2个中子和2个质子在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是放射性元素就发生了α衰变，即。②β衰变：β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程是（5）γ射线的产生：放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时，它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。2.半衰期：（1）定义：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。（2）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素

4、决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件都没有关系（三）探测射线的方法1.威尔逊云室：（1）原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴。于是显示出射线的径迹。（2）粒子径迹：①α粒子：由于α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向，由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。②β粒子：β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常常弯曲。③γ粒子：γ离子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径

5、迹。2.气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体。3.盖革一米勒计数器：G-M计数器非常灵敏，用它探测射线十分方便，但是不同射线在计数器中产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能区分射线的种类。（四）放射性的应用与防护1.核反应：（1）定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。（2）原子核人工转变的三大发现：①1919年卢瑟夫发现质子的核反应：N+He→O+H②1932年查德威克发现中子的核反应：Be+He→C+n③1934年约里奥·居里夫妇发现放射

6、性同位素和正电子的核反应：Al+He→P+nP→Si+e2.放射性同位素：放射性同位素有人造放射性同位素和天然放射性同位素两种。人造放射性同位素的半衰期比天然放射性同位素的短得多，因此废料容易处理。由于这些优点，凡是用到射线时，用的都是人造放射性同位素，而不是天然放射性物质。3.放射性的应用：①利用放出的γ射线检查金属部件是否存在裂痕等，用γ射线探伤。②利用射线的穿透本领与物质厚度和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。③利用射线使空气电离把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电等。④利用射

7、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。4.放射性污染和防护：对生物体的危害主要表现在穿透力、基因突变；对环境的危害表现在废料污染、对生物体组织的破坏、对空气、水源的污染等方面。防护措施：封存、深埋等。三.重点、难点解析1.三种射线（1）三种射线的比较：项目α射线β射线γ射线本质高速氦核流高速电子流（高频）光子带电情况2个单位正电荷1个单位负电荷不带电质量4u（1/1840）u≈0放射速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱：纸能档住较强：mm级铝板最强：cm级铅板电离本领最强较弱最弱感光作用感光感光感光产生机理核内

8、两个中子和两个质子结合得比较紧密，有时会作用为一个整体从较大的原子核放射出来。核中的中子可以转化为一个质子和一个电子，产生电子从发射出来，形成β射线。原子核能量不连续，放射性原子核在发生α衰变、β衰变后产生的新核往往处于能级，当它向低