1/192．放射性元素的衰變1．了解原子核的衰變，會(huì)正確書(shū)寫(xiě)衰變方程。2．知道半衰期及其統(tǒng)計(jì)意義。3．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫(xiě)出核反應(yīng)方程。4．知道放射性同位素及其應(yīng)用，知道射線(xiàn)的危害及防護(hù)。原子核的衰變1．定義原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱(chēng)為原子核的衰變。2．衰變分類(lèi)(1)α衰變：放出α粒子的衰變。(2)β衰變：放出β粒子的衰變。3．衰變過(guò)程92238U90234Th4．衰變規(guī)律(1)原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。(2)γ射線(xiàn)伴隨α射線(xiàn)或β射線(xiàn)產(chǎn)生。提醒：原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)守恒，但不是質(zhì)量守恒，有質(zhì)量減少(也叫質(zhì)量虧損)。如圖所示為α衰變、β衰變示意圖?！締?wèn)題】(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和質(zhì)量數(shù)如何變化？(2)當(dāng)發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)原來(lái)的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？(3)原子核衰變過(guò)程中遵循哪些規(guī)律？提示：(1)鈾238發(fā)生α衰變時(shí)，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4。(2)釷234發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)增加1。新核在元素周期表中的位置向后移動(dòng)一位。(3)原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。1．α衰變與β衰變的比較衰變類(lèi)型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠蘘AXZAX衰變實(shí)質(zhì)211H01n典型實(shí)例92238U90234Th衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒特別提醒：β衰變放出的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子而放出的，來(lái)源于原子核內(nèi)部，而不是核外的電子。2．確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧(1)方法：設(shè)放射性元素ZAX經(jīng)過(guò)n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素ZA根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m以上兩式聯(lián)立解得n＝A-A'4，m＝A-由此可見(jiàn)，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組。(2)技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因?yàn)棣滤プ兊拇螖?shù)多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒(méi)有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)?！镜淅?】(2021·全國(guó)甲卷)如圖所示，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為()A．6 B．8C．10 D．14A[X的中子數(shù)為146，質(zhì)子數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為146＋92＝238，Y的中子數(shù)為124，質(zhì)子數(shù)為82，質(zhì)量數(shù)為124＋82＝206，質(zhì)量數(shù)減少238－206＝32，發(fā)生α衰變的次數(shù)為32÷4＝8，發(fā)生β衰變的次數(shù)為82－(92－2×8)＝6，即在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為6，A正確。][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別為r1、r2。下列說(shuō)法正確的是()A．原子核發(fā)生的可能是α衰變，也可能是β衰變B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C．若是α衰變，則1和2的徑跡均是逆時(shí)針?lè)较駾．若衰變方程為92238U→90234ThD[原子核衰變過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律有0＝m1v1＋m2v2，可知衰變生成的兩粒子動(dòng)量等大反向，兩粒子速度方向相反，若圓1的速度v1方向向上順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，則圓2的速度v2方向向下順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則知，兩粒子都帶正電，發(fā)生的是α衰變；若圓1的速度v1方向向下逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，則圓2的速度v2方向向上逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則知，兩粒子都帶負(fù)電，不符合實(shí)際，即不可能發(fā)生β衰變，故A錯(cuò)誤；由粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力有qvB＝mv2r，解得r＝mvqB，因?yàn)閮烧邉?dòng)量大小相等，則電荷量大的半徑小，由于新核的電荷量大于放出粒子的電荷量，則圓1應(yīng)為衰變后新核的徑跡，故B錯(cuò)誤；若是α衰變，兩粒子都帶正電，由左手定則知都沿順時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；半徑為r1的圓為新核的運(yùn)動(dòng)軌跡，半徑為r2的圓為放出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，則r1r2＝q2q半衰期1．定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。2．特點(diǎn)(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大。(2)放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系。3．適用條件：半衰期描述的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不適用于單個(gè)原子核的衰變。4．半衰期的應(yīng)用：利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點(diǎn)，可以通過(guò)測(cè)量其衰變程度來(lái)推斷時(shí)間。如圖所示為氡衰變剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量比值的示意圖。縱坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻氡的質(zhì)量m與t＝0時(shí)的質(zhì)量m0的比值?！締?wèn)題】(1)每經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，氡原子核的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的多少？(2)從圖中可以看出，經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期未衰變的原子核還有多少？(3)對(duì)于某個(gè)或選定的幾個(gè)氡原子核能根據(jù)它的半衰期預(yù)測(cè)它的衰變時(shí)間嗎？提示：(1)由題圖可以看出，每經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，氡原子核的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的12(2)經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期未衰變的原子核還有14(3)半衰期是某種放射性元素的大量原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所用的時(shí)間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故無(wú)法預(yù)測(cè)單個(gè)原子核或幾個(gè)特定原子核的衰變時(shí)間?！镜淅?】(2021·全國(guó)乙卷)醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線(xiàn)，而113In是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的113Sn衰變產(chǎn)生的。對(duì)于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其mm0-t圖線(xiàn)如圖所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為(A．67.3d B．101.0dC．115.1d D．124.9dC[由題圖可知從mm0＝23到mm0＝13恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為τ＝182.4d－67.3d有關(guān)半衰期的兩點(diǎn)提醒(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，而不是樣本質(zhì)量減少一半的時(shí)間。(2)經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期，剩余原子核N剩＝12nN[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．(2023·浙江1月選考)宇宙射線(xiàn)進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng)：714N+01n→614C+1A．614C發(fā)生βB．β衰變輻射出的電子來(lái)自碳原子的核外電子C．近年來(lái)由于地球的溫室效應(yīng)，引起614D．若測(cè)得一古木樣品的614C含量為活體植物的14D[根據(jù)614C→714N+-10e，即614C發(fā)生β衰變的產(chǎn)物是714N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；β衰變輻射出的電子來(lái)自原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；半衰期是核反應(yīng)，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若測(cè)得一古木樣品的614核反應(yīng)1．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核或者發(fā)生狀態(tài)變化的過(guò)程。2．原子核的人工轉(zhuǎn)變(1)1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子。(2)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：7143．遵循規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。如圖所示為α粒子轟擊氮原子核示意圖。【問(wèn)題】(1)充入氮?dú)馇盁晒馄辽峡床坏介W光，充入氮?dú)夂鬅晒馄辽峡吹搅碎W光，說(shuō)明了什么問(wèn)題？(2)原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變相比有什么特點(diǎn)？提示：(1)α粒子轟擊氮核后產(chǎn)生了一種新粒子。(2)①放射強(qiáng)度容易控制；②半衰期很短，廢料容易處理。1．原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：714N(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：49B(3)1934年約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：1327Al+2．人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較(1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受外部物理和化學(xué)條件的影響。(2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過(guò)程一樣，在發(fā)生過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒?！镜淅?】寫(xiě)出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程。11123Na俘獲1個(gè)α粒子后放出21327Al俘獲1個(gè)α粒子后放出3816O俘獲1個(gè)中子后放出41430Si俘獲1個(gè)質(zhì)子后放出[解析]對(duì)于(1)，首先明白α粒子的質(zhì)量數(shù)為4、電荷數(shù)為2，質(zhì)子質(zhì)量數(shù)為1、電荷數(shù)為1，然后根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，得新核質(zhì)量數(shù)為26、電荷數(shù)為12，則新核為1226Mg。同理分析(2)(3)(4)知新核分別為1530P、[答案]111232133816414寫(xiě)核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)(1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。(2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰。(3)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中，一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化。[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中哪個(gè)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，哪個(gè)是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程。1714N+2714N+3510B+01n449Be+24He52656Fe+[答案]111H211H，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程337Li放射性同位素及其應(yīng)用1．放射性同位素：很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱(chēng)為放射性同位素。2．放射性同位素的應(yīng)用(1)射線(xiàn)測(cè)厚儀。(2)放射治療。(3)培優(yōu)、保鮮。(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素替換非放射性的同位素后，可以探測(cè)出原子到達(dá)的位置。3．輻射與安全：人類(lèi)一直生活在放射性的環(huán)境中，過(guò)量的射線(xiàn)對(duì)人體組織有破壞作用。要防止放射性物質(zhì)對(duì)空氣、水源、用具等的污染。提醒：一般人造放射性同位素半衰期短，而且強(qiáng)度容易控制，使用更廣泛。人工放射性同位素的放射強(qiáng)度易于控制，它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?！締?wèn)題】(1)能用α射線(xiàn)來(lái)測(cè)量金屬板的厚度嗎？(2)γ射線(xiàn)照射食品延長(zhǎng)保質(zhì)期的原理是什么？提示：(1)不能。(2)用γ射線(xiàn)照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期。1．放射性同位素的分類(lèi)可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素兩種，天然放射性同位素不過(guò)40多種，而人工放射性同位素已達(dá)3000多種，每種元素都有自己的放射性同位素。2．人工放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)(1)放射強(qiáng)度容易控制。(2)可以制成各種所需的形狀。(3)半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，放射性廢料容易處理。因此，凡是用到射線(xiàn)時(shí)，用的都是人工放射性同位素。3．放射性同位素的主要應(yīng)用(1)利用它的射線(xiàn)。①工業(yè)部門(mén)使用射線(xiàn)測(cè)厚度——利用γ射線(xiàn)的穿透特性。②農(nóng)業(yè)應(yīng)用——利用γ射線(xiàn)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期等。③醫(yī)療上——利用γ射線(xiàn)的高能量治療癌癥。(2)作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，可以通過(guò)探測(cè)放射性同位素的射線(xiàn)確定其位置?！镜淅?】正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理：將放射性同位素815O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程，8(1)寫(xiě)出815O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式_____________________________________________________________________。(2)將放射性同位素815O注入人體，8A．利用它的射線(xiàn)B．作為示蹤原子C．參與人體的代謝過(guò)程D．有氧呼吸(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)______(選填“長(zhǎng)”“短”或“長(zhǎng)短均可”)。[解析](1)由題意得815O→7(2)將放射性同位素815O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子，從而被探測(cè)器探測(cè)到，所以它的主要用途是作示蹤原子，(3)根據(jù)同位素的用途，為了減小對(duì)人體的傷害，半衰期應(yīng)該很短。[答案](1)815O→715N+10e[跟進(jìn)訓(xùn)練]4．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()A．利用γ射線(xiàn)使空氣電離，消除靜電B．利用α射線(xiàn)照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C．利用β射線(xiàn)來(lái)治肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子D[α射線(xiàn)的電離本領(lǐng)較大，可以利用α射線(xiàn)使空氣電離，消除工業(yè)上有害的靜電積累，A錯(cuò)誤；γ射線(xiàn)的穿透能力強(qiáng)，光子能量高，可以用來(lái)輻射育種、輻射保鮮、消毒殺菌和治療腫瘤等，B、C錯(cuò)誤；放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子，D正確。]1．以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程：X+37Li→2Y，Y+714NA．α粒子B．質(zhì)子C．中子D．電子C[根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以確定X為質(zhì)子11H，Y為24He，即α粒子，Z為中子02．(多選)下列應(yīng)用中，把放射性同位素作為示蹤原子的是()A．利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況B．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，利用探測(cè)器的測(cè)量，找出合理的施肥規(guī)律C．利用射線(xiàn)探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋D．給懷疑患有甲狀腺疾病的病人注射碘131，診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病ABD[利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況，是利用碘131的放射性，即將碘131作為示蹤原子，故A正確；把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，利用探測(cè)器的測(cè)量，找出合理的施肥規(guī)律，是示蹤原子的應(yīng)用，故B正確；利用射線(xiàn)探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋，是利用γ射線(xiàn)穿透能力強(qiáng)，不是示蹤原子的應(yīng)用，故C錯(cuò)誤；給懷疑患有甲狀腺疾病的病人注射碘131，診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病，是將碘131作為示蹤原子，故D正確。]3．92238U的衰變方程為92238U→A．92238U發(fā)生的是B．92238U發(fā)生的是C．k＝3D．k＝4C[放出24He的衰變是α衰變，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)公式m＝m0×12n，可得18m0＝12k·m0，解得k＝4．1993年，中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素78202(1)用質(zhì)子轟擊鈹49(2)用快中子轟擊汞80204Hg，反應(yīng)過(guò)程可能有兩種：①生成78202Pt，放出氦(3)生成的鉑78202Pt發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的原子核80202Hg(Au位于元素周期表第[解析]根據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒，確定新生核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫(xiě)出核反應(yīng)方程。如下：1492①80②80204Hg378[答案]見(jiàn)解析回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題：1．原子核的衰變分哪兩類(lèi)？衰變時(shí)滿(mǎn)足什么物理規(guī)律？提示：α衰變和β衰變；衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，還滿(mǎn)足動(dòng)量守恒。2.寫(xiě)出半衰期的公式。提示：①N余＝N原12tτ②m余＝3．放射性同位素的主要應(yīng)用有哪些？提示：①利用它的射線(xiàn)②作為示蹤原子大自然的“時(shí)鐘”——碳14一座古墓被發(fā)掘出來(lái)了，科學(xué)家們從其中的一塊木片就可以大致推斷這座古墓是在多少年前建造的。你想知道其中的原因嗎？原來(lái)，在地球的大氣中含有一定比例的碳14，碳14具有放射性?；畹膭?dòng)植物從空氣中吸收的碳中，既有不帶放射性的碳12，也有一定比例的碳14。動(dòng)植物死后，不能再吸收空氣中的碳14，于是動(dòng)植物體中的碳14將通過(guò)衰變而逐漸減少。碳14的半衰期是5730年?，F(xiàn)在利用先進(jìn)的加速器質(zhì)譜計(jì)，讓碳14離子在加速器中獲得較高能量后，進(jìn)入粒子探測(cè)器，通過(guò)直接測(cè)量被鑒定樣品中碳14的原子數(shù)來(lái)斷定文物樣品的年代。這種方法可使考古年代推至數(shù)十萬(wàn)年前，誤差僅為數(shù)十年，測(cè)量精度非常高。動(dòng)植物死后，其體內(nèi)的碳14含量逐漸減少嗎？根據(jù)什么物理規(guī)律推算古生物的年代？提示：是的。由半衰期的規(guī)律推算時(shí)間。課時(shí)分層作業(yè)(十九)放射性元素的衰變題組一原子核的衰變1．放射性元素A經(jīng)過(guò)2次α衰變和1次β衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動(dòng)了()A．1位 B．2位C．3位 D．4位C[α粒子是氦原子核(24He)，β粒子是電子(-10e)，因此發(fā)生一次α衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次β衰變電荷數(shù)增加1，根據(jù)題意可知電荷數(shù)變化為－3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移動(dòng)了32．(多選)天然放射性元素90232Th(釷)經(jīng)過(guò)一系列的α衰變和β衰變之后，變成82208Pb(鉛)A．衰變過(guò)程共發(fā)生了6次α衰變和4次β衰變B．鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C．β衰變放出的電子來(lái)源于原子核外電子D．釷核比鉛核多24個(gè)中子AB[根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，α衰變的次數(shù)m＝232-2084＝6，所以發(fā)生了6次α衰變，β衰變次數(shù)n＝2×6－(90－82)＝4，所以發(fā)生了4次β衰變，A正確；鉛核有82個(gè)質(zhì)子，釷核有90個(gè)質(zhì)子，所以鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子，B正確；β衰變放出的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而放出的，不是來(lái)源于原子核外電子，C錯(cuò)誤；釷核的中子數(shù)是232－90＝142，鉛核的中子數(shù)為208－82＝126，所以釷核比鉛核多142－126＝16個(gè)中子，題組二半衰期3．已知碘131的半衰期約為8天，下列說(shuō)法正確的是()A．全部碘131衰變所需時(shí)間的一半是8天B．2個(gè)碘131原子核經(jīng)過(guò)8天只剩1個(gè)C．碘131原子質(zhì)量數(shù)減少一半所需的時(shí)間是8天D．1g碘131原子經(jīng)過(guò)8天，碘131質(zhì)量剩余一半D[放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間叫作這種元素的半衰期，而不等于全部原子衰變所需時(shí)間的一半，C項(xiàng)沒(méi)有區(qū)分質(zhì)量數(shù)和質(zhì)量，故A、C錯(cuò)誤；半衰期是大量原子核衰變的概率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)少數(shù)或單個(gè)特定的原子核無(wú)意義，對(duì)于一個(gè)特定的原子核無(wú)法判定其何時(shí)發(fā)生衰變，故B錯(cuò)誤；1g碘131原子經(jīng)過(guò)8天，剩余的質(zhì)量m＝m012tτ＝4．(2022·山東卷)碘125衰變時(shí)產(chǎn)生γ射線(xiàn)，醫(yī)學(xué)上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過(guò)180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時(shí)的()A．116 B．C．14 D．B[設(shè)碘125剛植入時(shí)的質(zhì)量為m0，則經(jīng)過(guò)n＝18060＝3(個(gè))半衰期以后，剩余的質(zhì)量為m＝12nm0，解得mm0＝5．(2022·全國(guó)甲卷)兩種放射性元素的半衰期分別為t0和2t0，在t＝0時(shí)刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在t＝2t0時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為N3，則在t＝4t0時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為(A．N12B．N9C．N8C[設(shè)t＝0時(shí)刻，甲、乙兩種放射性元素原子核數(shù)分別為N1、N2，則有N1＋N2＝N，t＝2t0時(shí)，甲經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，未衰變?cè)雍藬?shù)為N14，乙經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，未衰變?cè)雍藬?shù)為N22，由已知條件有N14＋N22＝N3，解得N1＝23N，N2＝13N；t＝4t0時(shí)，甲經(jīng)過(guò)四個(gè)半衰期，未衰變?cè)雍藬?shù)為N116，乙經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，未衰變?cè)雍藬?shù)為N24，則此時(shí)未衰變?cè)雍丝倲?shù)為題組三核反應(yīng)6．(多選)下列核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A．12H+1B．12H+1C．92235U+0D．01n+3BD[由質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒知，X1的質(zhì)量數(shù)為2＋2－1＝3，電荷數(shù)為1＋1＝2；X2的質(zhì)量數(shù)為2＋3－1＝4，電荷數(shù)為1＋1＝2；X3的質(zhì)量數(shù)為13×(235＋1－144－89)＝1，電荷數(shù)為13×(92－56－36)＝0；X4的質(zhì)量數(shù)為1＋6－3＝4，電荷數(shù)為3－1＝2，則X1、X2、X3、X4分別為23He、24He、01n、24He，代表α粒子(24He)的有X7．(多選)(2021·浙江6月選考)對(duì)四個(gè)核反應(yīng)方程192238U→90234Th+24He；290A．(1)(2)式核反應(yīng)沒(méi)有釋放能量B．(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程C．(3)式是人類(lèi)第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D．利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一CD[方程(1)是α衰變，方程(2)是β衰變，在反應(yīng)過(guò)程中均有核能釋放，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；方程(3)是第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，不是衰變方程，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；利用激光可引發(fā)方程(4)代表的核聚變，選項(xiàng)D正確。]8．(多選)約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為24He+1327Al→X+01A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比1327AlD．X的質(zhì)量數(shù)與1327AC[設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為A、電荷數(shù)為B，Y的質(zhì)量數(shù)為C、電荷數(shù)為D，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，4＋27＝1＋A，2＋13＝0＋B，A＝C＋0，B＝D＋1，解得A＝C＝30，B＝15，D＝14，所以X的質(zhì)量數(shù)等于Y的質(zhì)量數(shù)，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，X的電荷數(shù)比1327Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比1327Al的質(zhì)量數(shù)多3，故A、C正確，B題組四放射性同位素及其應(yīng)用9．用于治療腫瘤的放射源必須滿(mǎn)足：①放射線(xiàn)具有較強(qiáng)的穿透能力，能輻射到體內(nèi)的腫瘤處；②要在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度。表中給出的四種放射性同位素，適合用于治療腫瘤的放射源是()同位素釙210锝99鈷60鍶90輻射線(xiàn)αγγβ半衰期138天6小時(shí)5年28.9年A．釙210 B．锝99C．鈷60 D．鍶90C[由放射線(xiàn)具有較強(qiáng)的穿透能力可知，放射源的輻射線(xiàn)應(yīng)為γ射線(xiàn)，再由在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度可知，應(yīng)選用鈷60作放射源，C正確。]10．(多選)人工放射性同位素被用作示蹤原子，主要是因?yàn)?)A．人工放射性同位素不改變其化學(xué)性質(zhì)B．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D．人工放射性同位素容易制造ABC[人工放射性同位素被用作示蹤原子，主要是用人工放射性同位素代替非放射性的同位素參與正常的物理、化學(xué)、生物過(guò)程，既要利用其化學(xué)性質(zhì)與非放射性的同位素相同、半衰期比天然放射性元素短，也要利用其衰變規(guī)律不受物理、化學(xué)變化的影響，同時(shí)還要考慮放射性廢料容易處理，A、B、C符合題意，D不符合題意。]11．靜止在真空勻強(qiáng)電場(chǎng)中的某原子核發(fā)生衰變，其衰變粒子與反沖核的初速度方向均與電場(chǎng)方向垂直，且經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長(zhǎng)度)。原子核重力不計(jì)，則該衰變方程可能是()A．92238B．88226C．90234D．614A[由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與