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第2講 放射性元素的衰變 核能,1,1.天然放射現(xiàn)象 物質(zhì)能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放 射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明_______具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。,原子核,2.放射性和放射性元素 物質(zhì)放出_____的性質(zhì)叫放射性。具有_______的元素叫放射 性元素。 3.三種射線 放射性元素放射出的射線共有三種，分別是_______、β射 線、γ射線。,射線,放射性,α射線,2,4.三種射線的比較,,高速電子流,2e,c,不偏轉(zhuǎn),最強(qiáng),很弱,,3,5.原子核的組成 (1)原子核由_____和_____組成，_____和_____統(tǒng)稱為核子。 _____帶正電，_____不帶電。 (2)基本關(guān)系： ①核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)(Z)=元素的原子序數(shù)=___________ ②質(zhì)量數(shù)(A)=_______=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù) (3)X元素的原子核的符號(hào)為 ，其中A表示_______，Z表示核 電荷數(shù)。,質(zhì)子,中子,質(zhì)子,中子,質(zhì)子,中子,核外電子數(shù),核子數(shù),質(zhì)量數(shù),4,6.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) (1)放射性同位素：有_____放射性同位素和_____放射性同位 素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。 (2)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作_________等。 (3)防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害。,天然,人工,示蹤原子,5,二、 原子核的衰變、半衰期 Ⅰ 1.原子核的衰變 (1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種_______的變化稱 為原子核的衰變。 (2)分類: α衰變： β衰變：,原子核,（3）γ射線：原子核中有的發(fā)生α衰變或β衰變時(shí)，伴隨著γ輻射。,(3)兩個(gè)重要的衰變：,①,②,6,2.半衰期 (1)定義：放射性元素的原子核有_____發(fā)生衰變需要的時(shí)間。(2)影響因素:放射性元素衰變的快慢是由原子核自身因素決定,與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度無(wú)關(guān)。,半數(shù),(2)半衰期的計(jì)算 根據(jù)半衰期的概念,可總結(jié)出公式。 式中N原、M表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，T1/2表示半衰期。,(3)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差別很大。 (4)適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無(wú)法確定何時(shí)發(fā)生衰變。,7,三、 核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損 1.核力 (1)定義：把原子核中的核子維系在一起的力。 (2)特點(diǎn)： ①核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)； ②核力是短程力，作用范圍在2 fm(1 fm=10-15 m)左右； ③每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。 2.結(jié)合能 核子結(jié)合為原子核時(shí)_____的能量或原子核分解為核子時(shí)_____ 的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。,釋放,吸收,8,3.比結(jié)合能 (1)定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。 (2)特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 4.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E=___，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm,這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE=_____。,mc2,Δmc2,9,四、 裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆核反應(yīng)方程 1.重核裂變 (1)定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程。 (2)特點(diǎn) ①裂變過(guò)程中能夠放出巨大的能量; ②裂變的同時(shí)能夠放出2～3(或更多)個(gè)中子; ③裂變的產(chǎn)物不是唯一的。對(duì)于鈾核裂變有二分裂、三分裂和四分裂形式,但三分裂和四分裂概率比較小。,10,(3)典型的裂變反應(yīng)方程: (4)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的_____使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程。 (5)臨界體積：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生_________的最小體積。 (6)裂變的應(yīng)用：_______、核反應(yīng)堆。 (7)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、_____、防護(hù)層。,中子,鏈?zhǔn)椒磻?yīng),原子彈,鎘棒,11,2.輕核聚變 (1)定義： 兩輕核聚合成_______引起結(jié)合能變化的反應(yīng)過(guò)程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫_________。,較重核,熱核反應(yīng),②聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更劇烈。 ③對(duì)環(huán)境污染較少。 ④自然界中聚變反應(yīng)原料豐富。 (3)典型的聚變反應(yīng)方程:,(2)特點(diǎn): ①聚變過(guò)程放出大量的能量,平均每個(gè)核子放出的能量,比裂 變反應(yīng)中每個(gè)核子放出的能量大3至4倍。,12,3.核反應(yīng)的四種類型,13,14,