放射性元素的衰變ppt課件
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放射性元素的衰變,1,自學(xué)指導(dǎo)題:,1、什么叫做原子核的衰變?分為哪幾種? 2、 衰變、 衰變分別是怎樣進行的? 3、原子核的衰變滿足什么規(guī)律? 4、請寫出幾種衰變的衰變方程。 5、什么叫做半衰期?它的影響因素有哪些? 它的應(yīng)用有哪些?,2,一、原子核的衰變:,1、定義:,原子核放出 粒子或 粒子,由于核電荷數(shù) 變了,它在周期表中的位置就變了,變成另外 一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰 變。,2、分類:,衰變,衰變,3、衰變的規(guī)律:,原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒。,衰變,衰變,3,4、兩個重要的衰變:,鈾238核放出 粒子后,成為釷234核,釷234核放出 粒子后,成為鏷234核,4,5、 衰變的電子是從哪里來的?,原子核中沒有電子, 衰變的實質(zhì)在于核內(nèi)的中子 轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子。,由此可見:當(dāng)原子核發(fā)生 衰變時,原子序數(shù)減?。?當(dāng)原子核發(fā)生 衰變時,原子序數(shù)增大。,兩種衰變的過程中都伴隨著 射線的發(fā)出。,5,二、半衰期:,放射性元素具有一定的衰變速率,例如氡222 經(jīng)過 衰變后變成釙218,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過3.8天后, 有一半的氡發(fā)生了衰變,再經(jīng)過3.8天后,只 剩下四分之一的氡,再經(jīng)過3.8天后,剩下的 氡為原來的八分之一;我們把這種放射性元素 的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變的時間叫做半衰期。,1、定義:,2、影響半衰期的因素:,(1)由原子核內(nèi)部自身的因素決定,不受壓力、 溫度或化學(xué)狀態(tài)等因素的影響。,(2)不同放射性元素的半衰期是不一樣的。,6,3、計算:,其中:N是剩余的原子個數(shù);m是剩余的質(zhì)量。 是原來的原子個數(shù); 是原來的質(zhì)量。 T是半衰期,t是經(jīng)歷的時間。,7,1.寫出以下元素進行一次 衰變的核反應(yīng)方程式:,2.寫出以下元素進行一次 衰變的核反應(yīng)方程式:,作業(yè):,8,第三節(jié) 探測射線的方法 第四節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護,9,,自學(xué)指導(dǎo)題:,1、什么叫做原子核的人工轉(zhuǎn)變?什么叫做人工 放射性同位素? 2、探測射線的儀器和方法都有哪些? 3、放射性有哪些應(yīng)用? 4、放射性要怎樣防護?,10,一、探測射線的儀器和方法:,1、方法:,(1)粒子使氣體或液體電離,這些離子可使過飽 和汽產(chǎn)生云霧或使過熱液體產(chǎn)生氣泡。,(2)使照相底片感光。,(3)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。,11,2、儀器:,(1)威爾遜云室:,構(gòu)造:如圖。,,,,,,,,,,,照相機,,透明蓋,,飽和汽,放射源,活塞,原理:,在云室內(nèi)加酒精,使室內(nèi) 充滿飽和氣。然后使活塞 迅速下移一段距離,使酒精處于過飽和狀態(tài),這時若 有能量較高的粒子飛過,使沿途的氣體分子電離,過 飽和汽便以這些離子為核心凝成一條霧跡。,12,實驗現(xiàn)象:,射線,射線,射線一般看不到。,13,a射線在云室中的徑跡:直而粗 原因:a粒子質(zhì)量大,不易改變方向,電離本領(lǐng)大,沿涂產(chǎn)生的粒子多,?射線在云室中的徑跡:比較細(xì),而且常常彎曲 原因:粒子質(zhì)量小,跟氣體碰撞易改變方向,電離本領(lǐng)小,沿途產(chǎn)生的離子少,14,(2)、氣泡室-----高能物理實驗的最風(fēng)行的探測設(shè)備,氣泡室是由一密閉容器組成,容器中盛有工作液體,原理與云室的相同,只是氣泡室中裝的是液體,如液態(tài)氫。,15,液體在特定的溫度和壓力下進行絕熱膨脹,由于在一定的時間間隔內(nèi)(例如50ms)處于過熱狀態(tài),液體不會馬上沸騰,這時如果有高速帶電粒子通過液體,在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子,因而形成離子對,這些離子在復(fù)合時會引起局部發(fā)熱,從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡,經(jīng)過很短的時間后,胚胎氣泡逐漸長大,就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時對其進行拍照,就可以把一連串的氣泡拍攝下來,從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。,照相結(jié)束后,在液體沸騰之前,立即壓縮工作液體,氣泡隨之消失,整個系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài),準(zhǔn)備作下一次探測。,16,氣泡室中帶電粒子的徑跡,氣泡室的優(yōu)點: 它的空間和時間分辨率高; 工作循環(huán)周期短,本底干凈、徑跡清晰,可反復(fù)操作。 但也有不足之處: 那就是掃描和測量時間還嫌太長; 體積有限,而且甚為昂貴,,17,(3)蓋革—米勒計數(shù)器:,構(gòu)造:,里面有一個銅圓筒, 這是陰極,穿過軸心 的是陽極.管內(nèi)充有惰性氣體.,原理:,當(dāng)某種射線粒子進入管內(nèi)時,使管中氣體電離, 產(chǎn)生電子在電場中加速,能量增大,又和管中 氣體相碰,使氣體分子電離……這樣一個射線 粒子產(chǎn)生大量電子到達陽極,在外電路形成一 次脈沖放電。記下放電次數(shù),得到粒子個數(shù)。,18,一種能自動把放射微粒計數(shù)出來的儀器,利用了射線的電離本領(lǐng),優(yōu)缺點: 靈敏,但分不出射線的種類。,19,盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮氣后,在熒光屏S上出現(xiàn)了閃光,這表明,有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過鋁箔,撞擊在S屏上,這種粒子肯定是在α粒子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣,盧瑟福通過人工方法實現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變,人類第一次打開了原子核的大門。,20,二、核反應(yīng):,1、定義:,原子核受其他粒子的轟擊下生成新原子核 的過程,成為核反應(yīng)。,2、幾個人工核轉(zhuǎn)變方程:,(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的方程:,(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的方程:,(3)約里奧.居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素和正 電子的方程:,21,1934年,查德威克在用α粒子轟擊鈹,鋁,硼等元素,除了測到中子流外,還探測到了正電子。,有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素,22,注意: 1、放射性同位素與放放射性元素一樣,都有一定的半衰期,衰變規(guī)律一樣。,2、放射性同位素衰變可生成另一種新元素。,3、可以用人工的方法得到放射性同位素。,4、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)。,23,1934年,約里奧·居里和伊麗芙·居里在用粒子轟擊鋁箔時,除探測到預(yù)料中的中子外,還探測到了正電子,正電子的質(zhì)量跟電子相同,所帶電荷與電子相反,為一個單位的正電荷,更意外的是,拿走放射源后,鋁箔雖不再發(fā)射中子,但仍繼續(xù)發(fā)射正電子,而且這種放射性也有一定的半衰期.原來,鋁核被粒子擊中后發(fā)生了下面的反應(yīng),24,反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素,也有放射性,像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變,衰變時放出正電子,核衰變方程如下: 用人工方法得到放射性同位素,這是一個很重要的發(fā)現(xiàn).后來人們用質(zhì)子、氘核、中子和光子轟擊原子核,也得到了放射性同位素.,25,3、人工放射性同位素與天然放射性物質(zhì)的對比:,(1)放射的強度易控制,還可以制成各種形狀,(2)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。,26,放射性同位素的應(yīng)用,放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、和科學(xué)研究等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用.其應(yīng)用是沿著利用它的射線和作為示蹤原子兩個方向展開的.,,放射性的應(yīng)用,射線應(yīng)用,示蹤原子,,,,,探傷儀,培育新種,保存食物,消除有害靜電,消滅害蟲,治療惡性腫瘤,,,,,農(nóng)作物檢測,診斷器質(zhì)性和功能性疾病,生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究,,,,27,a、利用放射線的貫穿本領(lǐng)或電離作用 ①γ射線探傷:利用γ射線“透視”金屬內(nèi)部,看是否存在砂眼、裂紋; ②培養(yǎng)(農(nóng)作物)優(yōu)良品種:通過放射線照射,可以對生物體內(nèi)DNA進行誘變; ③放射性治療癌癥:放射線可以殺傷癌細(xì)胞; ④消除靜電:利用射線的電離作用。,,28,b、作為示蹤原子 放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)不變,但帶有“放射性標(biāo)記”。 ①摻入肥料中,檢查農(nóng)作物對肥料的吸收狀況; ②檢查地下輸油管的破損位置。,,29,,,,,,放射性 的應(yīng)用,食品保鮮,棉花育種,放射性同位素造影術(shù),糧食保存,“放療”治療,放射線測厚儀,30,放射性污染和防護,過量的放射性會對環(huán)境造成污染,對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用.,20世紀(jì)人們在毫無防備的情況下研究放射性,,遭原子彈炸后的廣島,,,,31,1、對生物體的危害 穿透力 基因突變 2、對環(huán)境的危害 廢料污染 基因突變會最終破壞生態(tài)平衡 3、防護措施 封存、深埋。,,32,放射性污染和防護,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:,檢測輻射裝置,,,,全身污染檢測儀,,輻射檢測系統(tǒng),輻射源的存放,鈾,33,放射性污染和防護,核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄:,,34,小結(jié): 1、核反應(yīng)基本上可分為兩大類: 一是自然衰變(天然放射性衰變), 二是人工衰變(人工轉(zhuǎn)變),(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)),(發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)),2、放射性同位素的應(yīng)用,35,三、放射性同位素的應(yīng)用:,1、工業(yè)部門使用射線來測厚度,檢查金屬部件內(nèi)部 是否存在沙眼、裂縫。,2、生活中可以利用放射性同位素來制作“煙霧報警 器”。,3、醫(yī)療上,可以用射線來治療癌癥。,4、用射線照射種子,可使種子發(fā)生變異,培育新品 種;也可殺死細(xì)菌,抑制蔬菜發(fā)芽,延長保存期。,5、用來做示蹤原子。,36,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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