衰变与人工核反应(含答案)研究.docVIP

PAGE  PAGE 9 衰变与人工核反应 一、基础知识 （一）、天然放射现象、原子核的组成 1、 天然放射现象 (1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构． (2)放射性和放射性元素 物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性． 具有放射性的元素叫放射性元素． 2、原子核 (1)原子核的组成 ①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子． ②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数． ③X元素原子核的符号为eq \o\al(A,Z)X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数． (2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质． 3、 三种射线的比较 种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频 电磁波)带电荷量2e－e0质量4mp (mp＝1.67× 10－27 kg)eq \f(mp,1 840)静止质量为零符号eq \o\al(4,2)Heeq \o\al(　0,－1)eγ速度0.1c0.99cc在电磁 场中偏转与α射线 反向偏转不偏转贯穿本领最弱，用 纸能挡住较强，穿透几 毫米的铝板最强，穿透几 厘米的铅板对空气的 电离作用很强较弱很弱 （二）、原子核的衰变和半衰期 1． 原子核的衰变 (1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变． (2)分类 α衰变：eq \o\al(A,Z)X→eq \o\al(A－4,Z－2)Y＋eq \o\al(4,2)He β衰变：eq \o\al(A,Z)X→eq \o\al(　A,Z＋1)Y＋eq \o\al(　0,－1)e 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．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关． 二、理解 1． 衰变规律及实质 (1)两种衰变的比较 衰变类型α衰变β衰变???变方程eq \o\al(A,Z)X→eq \o\al(A－4,Z－2)Y＋eq \o\al(4,2)Heeq \o\al(A,Z)X→ AZ＋1Y＋eq \o\al(0,－1)e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子2eq \o\al(1,1)H＋2eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(4,2)Heeq \o\al(1,0)n→eq \o\al(1,1)H＋eq \o\al(0,－1)e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子． 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． 典型核反应： (1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：eq \o\al(14, )7N＋eq \o\al(4,2)He→eq \o\al(17, )8O＋eq \o\al(1,1)H. (2)查德威克发现中子的核反应方程为： eq \o\al(9,4)Be＋eq \o\al(4,2)He→eq \o\al(12, )6C＋eq \o\al(1,0)n. (3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： eq \o\al(27,13)Al＋eq \o\al(4,2)He→eq \o\al(30,15)P＋eq \o\al(1,0)n. eq \o\al(30,15)P→eq \o\al(30,14)Si＋eq \o\al(0,＋1)e. 3． 确定衰变次数的方法 (1)设放射性元素eq \o\al(A,Z)X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素eq \o\al(A′,Z′)Y，则表示该核反应的方程为 eq \o\al(A,Z)X→eq \o\al(A′,Z′)Y＋neq \o\al(4,2)He＋meq \o\al(　0,－1)e 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m (2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期 (1)公式：N余＝N原(eq \f(1,2)