1、原子核的衰變天然放射現(xiàn)象 人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒灠l(fā)現(xiàn)原子核是人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒灠l(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成的？由更小的微粒構(gòu)成的？ 人們認(rèn)識原子人們認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)就是核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性從天然放射性開始的。開始的。法國物理學(xué)家貝克勒爾，在研究熒光礦物的性質(zhì)法國物理學(xué)家貝克勒爾，在研究熒光礦物的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，硫酸鉀鈾能夠發(fā)出一種穿透力強(qiáng)，可以時發(fā)現(xiàn)，硫酸鉀鈾能夠發(fā)出一種穿透力強(qiáng)，可以穿透黑紙使照相底片感光的不可見的射線。穿透黑紙使照相底片感光的不可見的射線。 他因發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的放射性他因發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的放射性( (揭示原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)揭示原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)雜) )而獲而獲19031903年諾貝爾物

2、理學(xué)獎。年諾貝爾物理學(xué)獎。安東尼安東尼亨利亨利貝克勒爾貝克勒爾Antoine Henri Becquerel18521908 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性的底片 天然放射現(xiàn)象：天然放射現(xiàn)象：元素自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象元素自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象放射性：放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)放射性元素：放射性元素：具有放射性的元素具有放射性的元素1898年皮埃爾年皮埃爾 居里夫婦，居里夫婦，發(fā)現(xiàn)了釙（發(fā)現(xiàn)了釙（Po）、鐳（）、鐳（Ra）1903年皮埃爾年皮埃爾居里夫婦與居里夫婦與貝可勒爾共同獲得了諾貝爾貝可勒爾共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。物理學(xué)獎。1993年版年版500法郎紙幣法郎紙幣 放射性不是少數(shù)幾種元

3、素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于原子序數(shù)大于或等于8383的所有元素，都能自發(fā)的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于的放出射線，原子序數(shù)小于8383的元素，有的也的元素，有的也具有放射性具有放射性鈾礦石鈾礦石放射性型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種：放射性型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種：帶帶電電量量質(zhì)質(zhì)量量數(shù)數(shù)符號符號電離電離性性穿透性穿透性實實 質(zhì)質(zhì)來來 源源射射線線+2e4很強(qiáng)很強(qiáng)很?。ㄒ缓苄。ㄒ粡埰胀垼埰胀垼└咚俚母咚俚暮ず肆骱ず肆?v 0.1c)兩個中子和兩兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合成個質(zhì)子結(jié)合成團(tuán)從原子核中團(tuán)從原子核中放出放出射射線線-e0弱弱很強(qiáng)（

4、幾很強(qiáng)（幾毫米鋁板）毫米鋁板）高速的高速的電子流電子流(vc)原子核中的中原子核中的中子轉(zhuǎn)換成質(zhì)子子轉(zhuǎn)換成質(zhì)子時從原子核中時從原子核中放出放出射射線線00很小很小更強(qiáng)（幾更強(qiáng)（幾厘米鉛板）厘米鉛板）波長極波長極短的電短的電磁波磁波原子核受激原子核受激發(fā)產(chǎn)生的發(fā)產(chǎn)生的e01He42三種射線的性質(zhì)和實質(zhì)三種射線的性質(zhì)和實質(zhì) 原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说脑雍擞捎诜懦瞿撤N粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儭Ｗ兓凶鲈雍说乃プ?。原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒U238U238在在 衰變時產(chǎn)生的釷衰變時產(chǎn)生的釷234234也具有放射性，放出也具有放射性，放出

5、離子離子 后變?yōu)椋ㄧh）后變?yōu)椋ㄧh）Pa234Pa234，上述的過程可以用下，上述的過程可以用下面的衰變方程表示：面的衰變方程表示：U23892Th23490He42Pa23491e01 -Th23490衰變衰變衰變衰變 衰變衰變?天然放射性元素天然放射性元素2322329090Th(Th(釷）經(jīng)過一系列釷）經(jīng)過一系列衰變和衰變和衰變之后，變成衰變之后，變成2082088282Pb(Pb(鉛），下鉛），下列說法中正確的是列說法中正確的是 鉛核比釷核少鉛核比釷核少2424個中子個中子 鉛核比釷核少鉛核比釷核少8 8個質(zhì)子個質(zhì)子 衰變過程中共有衰變過程中共有4 4次次衰變和衰變和8 8次次衰變衰變

6、衰變過程中共有衰變過程中共有6 6次次衰變和衰變和4 4次次衰變衰變 A.A.B.B. C. C.D.D.u 半衰期的計算半衰期的計算:半衰期半衰期u定義：放射性元素有半數(shù)的核發(fā)生衰變所需的時間定義：放射性元素有半數(shù)的核發(fā)生衰變所需的時間1.理解：理解：半衰期是指由大量的原子組成的放射性物質(zhì)中，放射性半衰期是指由大量的原子組成的放射性物質(zhì)中，放射性元素原子核有元素原子核有50發(fā)生衰變所需的時間，是一種統(tǒng)計規(guī)發(fā)生衰變所需的時間，是一種統(tǒng)計規(guī)律。半衰期對律。半衰期對某一個或少量原子核來說無意義某一個或少量原子核來說無意義。 放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部本身的因素決定，放射性元素的半衰期是由原子

7、核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)與原子所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。021NNnN：未衰變的原子核數(shù)：未衰變的原子核數(shù) N0：總原子核數(shù)：總原子核數(shù) tnTt：衰變時間：衰變時間 T：半衰期：半衰期（1）利用它的射線）利用它的射線放射性的應(yīng)用放射性的應(yīng)用A、由于、由于射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來射線檢查金射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷射線探傷儀儀.也可用于醫(yī)療設(shè)備也可用于醫(yī)療設(shè)備B、利用、利用 射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電

8、以消除化纖、紡織品上的靜電C、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等種，也可以利用它殺菌、治病等射線探傷儀射線探傷儀 鈷鈷60利用鈷利用鈷6060的的射線治療癌癥（放療）射線治療癌癥（放療）食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期保存）食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期保存）棉花育種棉花育種食品保鮮食品保鮮糧食保存糧食保存（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等研究等.檢漏、研究檢漏、研究機(jī)件磨損、機(jī)件磨損、診斷疾病、診斷疾病、分析生物分分析生物分子結(jié)構(gòu)等。子結(jié)構(gòu)等。輻射與安全輻射與安全為了防止有害

9、的放射線對人類和自然的破為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施：壞，人們采取了有效的防范措施：檢測輻射裝置檢測輻射裝置全全身身污污染染檢檢測測儀儀輻射檢測系統(tǒng)輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放輻射源的存放鈾鈾（1 1）在核電站的核反應(yīng)）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄止放射線的外泄（2 2）用過的核廢料要放）用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里并埋在深海里（3 3）在生活中要有防范）在生活中要有防范意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源放射性的防護(hù)放射性的防護(hù)原子核的人工轉(zhuǎn)變1919年，英國

10、物理學(xué)家盧瑟福，年，英國物理學(xué)家盧瑟福，第一次成功實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)第一次成功實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，并預(yù)言有一種不帶電的中性變，并預(yù)言有一種不帶電的中性粒子。粒子。實驗：實驗：鋁箔的厚度恰好吸收放射源放射的鋁箔的厚度恰好吸收放射源放射的粒子粒子盒中沒有氣體時，熒光屏上沒有閃光點盒中沒有氣體時，熒光屏上沒有閃光點充入氮氣后，觀察到閃光點，說明充入氮氣后，觀察到閃光點，說明粒子打擊氮核，放粒子打擊氮核，放出一種粒子，穿透力比出一種粒子，穿透力比粒子強(qiáng)。粒子強(qiáng)。 后經(jīng)過研究，發(fā)后經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)這種新粒子為現(xiàn)這種新粒子為氫原子核氫原子核 ，是，是原子核的組成部原子核的組成部分，又稱為質(zhì)子。分，又稱為質(zhì)

11、子。 11H1441717281NHeOH發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程核反應(yīng)方程遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)、能量守恒。核反應(yīng)方程遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)、能量守恒。在在粒子的轟擊下，多種原子核都能放出質(zhì)子粒子的轟擊下，多種原子核都能放出質(zhì)子表表明質(zhì)子是原子核的組成部分明質(zhì)子是原子核的組成部分疑問：原子核的質(zhì)量大體上質(zhì)子質(zhì)量的整數(shù)倍，若原子核疑問：原子核的質(zhì)量大體上質(zhì)子質(zhì)量的整數(shù)倍，若原子核全部由質(zhì)子組成，那么根據(jù)元素的原子序數(shù)就可以知道它全部由質(zhì)子組成，那么根據(jù)元素的原子序數(shù)就可以知道它的原子量，這與事實不符。的原子量，這與事實不符。1920年，盧瑟福預(yù)言原子核內(nèi)可能存在跟質(zhì)子質(zhì)量相等，年，盧瑟

12、福預(yù)言原子核內(nèi)可能存在跟質(zhì)子質(zhì)量相等，不帶電的中性粒子。不帶電的中性粒子。1930年，用年，用粒子轟擊鈹核，產(chǎn)生一種穿透力很強(qiáng)，幾乎粒子轟擊鈹核，產(chǎn)生一種穿透力很強(qiáng)，幾乎不會使氣體電離，不帶電的射線不會使氣體電離，不帶電的射線 。當(dāng)時的物理學(xué)家們認(rèn)為。當(dāng)時的物理學(xué)家們認(rèn)為是一種高頻電磁波，即高能光子。是一種高頻電磁波，即高能光子。1932年，約里奧年，約里奧居里夫婦用這種射線打擊石蠟，從石蠟居里夫婦用這種射線打擊石蠟，從石蠟中打出了質(zhì)子，證明此種射線不是中打出了質(zhì)子，證明此種射線不是光子。光子。 1932年月底，查得威克得到這一論文，年月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實驗使他心跳，他認(rèn)

13、為約約里奧夫婦的實驗使他心跳，他認(rèn)為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒?。∷舾械竭@很可能是導(dǎo)師盧瑟福恒?。∷舾械竭@很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、自己苦苦尋找了預(yù)言、自己苦苦尋找了12年的中子。他年的中子。他決定用云室的方法探測射線的速度和質(zhì)決定用云室的方法探測射線的速度和質(zhì)量。量。1932年，英國物理學(xué)家查德威克（盧瑟福學(xué)生）根據(jù)實驗結(jié)果年，英國物理學(xué)家查德威克（盧瑟福學(xué)生）根據(jù)實驗結(jié)果確定，這種射線是中子流（確定，這種射線是中子流（ ），是原子核的組成部分。），是原子核的組成部分。10n941214260BeHeCn發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程

14、u在在粒子的轟擊下，原子核可能放出質(zhì)子，也可能放出中粒子的轟擊下，原子核可能放出質(zhì)子，也可能放出中子子中子也是原子核的組成部分。中子也是原子核的組成部分。u中子是進(jìn)行原子核人工轉(zhuǎn)變良好的中子是進(jìn)行原子核人工轉(zhuǎn)變良好的“核炮彈核炮彈”，它幾乎能使，它幾乎能使一切元素的原子核分裂。可以穿透幾十厘米后的鉛板。一切元素的原子核分裂?？梢源┩笌资迕缀蟮你U板。原子核的組成：原子核的組成：德國的海森堡、蘇聯(lián)的伊凡寧柯提出德國的海森堡、蘇聯(lián)的伊凡寧柯提出 由中子和質(zhì)子組成由中子和質(zhì)子組成核子：中子和質(zhì)子的統(tǒng)稱核子：中子和質(zhì)子的統(tǒng)稱核力：強(qiáng)大而短程的力。核力：強(qiáng)大而短程的力。XAZA：質(zhì)量數(shù)（核子總數(shù)）：質(zhì)量數(shù)（核子總數(shù)） Z：質(zhì)子數(shù)（