2 放射性元素的衰变
[学习目标] 1.知道放射现象的实质是原子核的衰变.2.知道两种衰变的基本性质,掌握原子核的衰变规律.(重点)3.会用半衰期描述衰变的快慢,知道半衰期的统计意义.会利用半衰期解决相关问题.(重点、难点)
一、原子核的衰变
1.定义
原子核放出α粒子或β粒子,则核电荷数变了,变成另一种原子核,这种变化称为原子核的衰变.
2.衰变分类
(1)α衰变:放出α粒子的衰变.
(2)β衰变:放出β粒子的衰变.
3.衰变过程
U→Th+He
Th→Pa+e
4.衰变规律
(1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒.
(2)任何一种放射性元素只有一种放射性,不能同时既有α放射性又有β放射性,而γ射线伴随α衰变或β衰变产生.
二、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.
2.决定因素
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.不同的放射性元素,半衰期不同.
3.应用
利用半衰期非常稳定这一特点,可以测量其衰变程度、推断时间.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)原子核发生α衰变时,核的质子数减少2,而质量数减少4.(√)
(2)原子核发生β衰变时,原子核的质量不变. (×)
(3)原子核发生衰变时,质量数和电荷数都守恒. (√)
(4)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律. (√)
(5)对放射性元素加热时,其半衰期缩短. (×)
2.(多选)原子核U经放射性衰变①变为原子核Th,继而经放射性衰变②变为原子核Pa,再经放射性衰变③变为原子核U.下列选项正确的是( )
A.①是α衰变 B.②是β衰变
C.③是β衰变 D.③是γ衰变
[解析] UTh,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变. ThPa,质子数加1,质量数不变,说明②为β衰变,中子转化成质子.PaU,质子数加1,质量数不变,说明③为β衰变,中子转化成质子.
[答案] ABC
3.(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5 700年.已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少.现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是( )
A.该古木的年代距今约5 700年
B. 12C、13C、14C具有相同的中子数
C.14C衰变为14N的过程中放出β射线
D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
[解析] 古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一,根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年,选项A正确;同位素具有相同的质子数,不同的中子数,选项B错误;14C的衰变方程为C→N+e,所以此衰变过程放出β射线,选项C正确;放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关,与原子所处的化学状态和外部条件无关,选项D错误.
[答案] AC