2.放射性元素的衰變自主落實·必備知識全過關(guān)合作探究·能力素養(yǎng)全提升學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.知道衰變、半衰期并掌握原子核衰變的規(guī)律．了解核反應(yīng)及放射性同位素應(yīng)用的基本觀念和實驗證據(jù)．(物理觀念)2．理解原子核的衰變規(guī)律及半衰期的計算方法．掌握核反應(yīng)方程的寫法與放射性同位素的應(yīng)用，培養(yǎng)分析、推理能力．(科學(xué)思維)3．了解放射性同位素帶來的輻射與安全問題．(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)自主落實·必備知識全過關(guān)一、原子核的衰變1．定義原子核自發(fā)地放出________或________，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________．我們把這種變化稱為原子核的衰變．沒有外界影響2．衰變分類(1)α衰變：放出α粒子的衰變．(2)β衰變：放出β粒子的衰變．α粒子β粒子原子核

電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)二、半衰期1．定義放射性元素的原子核有________發(fā)生衰變所需的時間．只對大量原子核有意義，對少數(shù)原子核沒有意義2．決定因素放射性元素衰變的快慢是由____________的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系．3．應(yīng)用利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點，可以測量其衰變程度、推斷時間．半數(shù)核內(nèi)部自身

新原子核質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)四、放射性同位素的應(yīng)用與安全1．放射性同位素：很多元素都存在一些具有________的同位素，它們被稱為放射性同位素．半衰期短，放射強度容易控制，使用更廣泛2．放射性同位素的應(yīng)用一是利用射線，二是用作示蹤原子(1)射線測厚儀．(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________化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素代替非放射性的同位素后，可以探測出原子到達的位置．放射性相同的3．輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組織____________．要防止放射性物質(zhì)對水源、空氣、用具等的污染．有破壞作用走

進

科

學(xué)我們通常聽到關(guān)于考古的報道，都會在新聞信息里重重地加上一句，這是某朝代的文物、幾萬年前的人類遺跡、侏羅紀(jì)的化石等，可見考古學(xué)家對年代推斷是非常有信心的，考古學(xué)家是怎樣確定古跡年代的？提示：根據(jù)古跡中物體所含碳14的含量及其半衰期確定的．合作探究·能力素養(yǎng)全提升探究一原子核的衰變規(guī)律與衰變方程情境探究下圖為α衰變、β衰變示意圖．(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？為什么？(2)當(dāng)發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對原來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？提示：(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各減少2個．因為α粒子是原子核內(nèi)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合在一起發(fā)射出來的．(2)當(dāng)原子核發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對于原來增加了1個．新核在元素周期表中的位置向后移動了1個位次．

答案：AB

答案：B

答案：B

3．適用條件半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變，半衰期只適用于大量的原子核．4．應(yīng)用利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點，可以測量其衰變過程、推斷時間等．應(yīng)用體驗例2關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是(

)A．原子核全部衰變所需時間的一半B．原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間C．原子質(zhì)量數(shù)減少一半所需的時間D．原子質(zhì)量減少一半所需的時間答案：B解析：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫半衰期，它與原子核全部衰變所需時間的一半不同，放射性元素發(fā)生衰變后變成一種新的原子核．發(fā)生不同的衰變，其質(zhì)量數(shù)減少的規(guī)律不同，原子核衰變時，原來的放射性元素的原子核個數(shù)不斷減少，那么放射性元素的原子核的質(zhì)量也不斷減?。C上所述可知，B正確．

答案：C

答案：B

4．現(xiàn)在很多心血管?？漆t(yī)院都引進了一種被稱為“心臟灌注顯像”的檢測技術(shù)，方法是將若干毫升含放射性元素锝的注射液注入被檢測者的動脈，經(jīng)過40分鐘后，這些含放射性物質(zhì)的注射液通過血液循環(huán)均勻地分布在血液中，這時對被檢測者的心臟進行造影．心臟血管正常的位置由于有放射性物質(zhì)隨血液到達而顯示有射線射出；心臟血管被堵塞的部分由于無放射性物質(zhì)到達，將無射線射出，醫(yī)生根據(jù)顯像情況就可以判定被檢測者心血管有無病變，并判斷病變位置．你認為檢測用的放射性元素锝的半衰期應(yīng)該最接近下列數(shù)據(jù)中的(

)A．10分鐘

B．10小時C．10個月

D．10年答案：B解析：如果半衰期太短，首先在放射期內(nèi)，由于放射性物質(zhì)的注射液尚未均勻地分布在血液中而無法完成檢測工作，其次可能因放射強度較大而對人體造成傷害．如果半衰期太長，放射性物質(zhì)長期殘留在人體內(nèi)也會對人體造成傷害．對比四個選項中的時間，10小時最適宜，B符合題意．探究三核反應(yīng)核心歸納1.原子核的人工轉(zhuǎn)變(1)條件：用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變．(2)實質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與原子核碰撞，將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使原子核發(fā)生了轉(zhuǎn)變．(3)規(guī)律：反應(yīng)前、后電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒．

3．人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較(1)不同點：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，它不受物理和化學(xué)條件的影響．(2)相同點：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動量守恒．

答案：A

針對訓(xùn)練5.(多選)下列核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有(

)答案：BD

答案：AC

探究四放射性同位素及其應(yīng)用核心歸納1.放射性同位素具有放射性的同位素，叫作放射性同位素．有天然存在的和人工放射性同位素兩類．2．放射性同位素的應(yīng)用(1)利用放射性同位素放出的射線①探傷：射線穿透金屬部件時，如果遇到砂眼、裂痕等傷痕，接收到的射線將與正常處不同，因此可利用放射性同位素放出射線探傷．②測厚：射線穿透某些物質(zhì)的能力與物質(zhì)的厚度、密度有關(guān)，因此可用射線來檢查某些產(chǎn)品的厚度，技術(shù)上可用作自動控制．③利用射線電離作用，可以使空氣電離，除去紡織車間的靜電，或制成報警器．輻照：利用射線照射，可以殺死癌細胞，用以治??；用射線照射植物，引起植物變異，用以育種等．(2)作示蹤原子由于放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，如果在某種元素里摻進一些放射性同位素，那么元素?zé)o論走到哪里，它的放射性同位素也經(jīng)過同樣的過程．而放射性同位素不斷地放出射線，再用儀器探測這些射線，即可知道元素的行蹤，這種用途的放射性同位素叫作示蹤原子．3．人工放射性同位素的優(yōu)點(1)天然放射性元素不過40多種，但人工放射性同位素已達3000多種，目前每種元素都有了自己的放射性同位素．(2)和天然放射性物質(zhì)相比，人工放射性同位素的放射強度容易控制，還可以制成各種所需的不同形狀，特別是它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此放射性廢料容易處理．由于這些優(yōu)點，所以在生產(chǎn)和科研中凡是用到射線時，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物質(zhì)．應(yīng)用體驗例5下列應(yīng)用中，屬于將放射性同位素作為示蹤原子的是(

)A．γ射線探傷儀B．利用60Co治療腫瘤等疾病C．檢測古生物體中14C與非放射性碳的含量比，以確定該生物的死亡年代D．把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物，用以檢測確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律答案：D解析：γ射線探傷儀是利用γ射線的穿透能力，故A錯誤；利用60Co治療腫瘤等疾病是利用它放出的γ射線，故B錯誤；檢測古生物體中14C與非放射性碳的含量比，以確定該生物的死亡年代，是利用它的半衰期進行計算，故C錯誤；把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測放射性的辦法確定放射性同位素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律是示蹤原子的應(yīng)用，故D正確．

答案：C

1.某原子研究實驗室發(fā)生放射性同位素泄漏事故。已知該元素的半衰期為3天，總放射量為人體最大允許量的8倍，則研究人員至少需等待幾天后才能進入該實驗室（）A．3天 B．6天 C．9天 D．24天當(dāng)堂小練解析：設(shè)放射性同位素的總量為N，則人體最大允許量為

，半衰期為T=3天，由半衰期公式可知故當(dāng)

時，可得故有即研究人員至少需等待9天后才能進入該實驗室。故選C。答案：C2．Se發(fā)生β衰變成為，假設(shè)含Se材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動形成5.0×10-8A的平均電流，已知電子的電荷量為1.6×10-19C，則在3.2s時間內(nèi)發(fā)生β衰變的Se的個數(shù)為（）A．1×1011個 B．2×1011個 C．5×1011個 D．1×1012個解析：在3.2s時間內(nèi)的電量為

發(fā)生衰變會產(chǎn)生2個電子。故發(fā)生β衰變的

個數(shù)為故選C。答案：C3.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象表明原子內(nèi)部有一定結(jié)構(gòu)B．升高溫度可以改變原子核衰變的半衰期C．β射線是原子核外的電子形成的電