知識點確定衰變的種類及衰變次數的方法知識回顧：衰變及核反應方程的書寫和核能的計算原子核的衰變衰變實質：?衰變是原子核中的2個質子和2個中子結合成一個氦核并射出；P衰變是原子核中的中子轉化為一個質子和一個電子，再將電子射出；7衰變伴隨著?衰變或P衰變同時發生，不改變原子核的質量數與電荷數，以光子形式釋放出衰變過程中產生的能量.衰變的快慢由原子核內部因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態無關；半衰期是統計規律，對個別、少數原子無意義.核反應方程的書寫核反應過程一般不可逆，所以核反應方程中用“-”表示方向而不能用等號代替.核反應方程遵循質量數、電荷數守恒，但核反應前后的總質量一般會發生變化(質量虧損)且釋放出核能.核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能只依據兩個守恒規律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程.核能的計算方法根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即AE=Amc2j),根據1原子質量單位 相當于931.5兆電子伏 能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數MeV乘以931.5MeV，即/E刊mx931.5MeV.如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現，則核反應過程中系統動能的增量即為釋放的核能(2)三種射線名稱構成符號電荷量質量電離能力貫穿本領伏射線氨核tHe+2e4u最強最弱“射線電子-?e一e11840U較強較強光子700最弱最強例題分析【例1】放射性同位素二C被考古學家稱為“碳鐘”，它可用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學獎.（1） 宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成很不穩定的二C,它很容易發生衰變，放出卩射線變成一個新核，其半衰期為5730年.試寫出此核反應方程.（2） 若測得一古生物遺骸中的二C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代約有多少年？【答案】（1）、N+：mf、C+:H 'N+「e（2）17190年【解析】卩〕檢反應方程為：i垃王⑵活體中的1紀含量不變，生物死亡后,遺骸中的：C按衰變規律變化，設活體中146C的含量為N小遺骸中的鴿C含量為"由半衰期的定義得:1t 1t t心二,即0.125=i-i-,所以：=3,i=5730^,則t=17190年￡T 2T t【例2】.（多選）（2017年湖北六校調考）北京時間2011年3月11日13時46分,在日本本州島附近海域發生里氏9.0級強烈地震，地震和海嘯引發福島第一核電站放射性物質泄漏，其中放射性物質碘131的衰變方程為】33if】34Xe+Y.根據有關放射性知識，下列說法正確的是（）Y粒子為B粒子若啜1的半衰期大約是8天，取4個碘原子核，經16天就只剩下1個碘原子核了生成的】5]Xe處于激發態，放射Y射線，Y射線的穿透能力最強，電離能力也最強133I中有53個質子和131個核子如果放射性物質碘131處于化合態，也不會對放射性產生影響【答案】：ADE【解析】A.^If^Xe+Y，根據衰變過程中質量數和電荷數守恒，Y粒子為B粒子，故A正確；B.半衰期是一個統計規律，只對大量的原子核才適用，對少數原子核是不適用的，所以，若取4個碘原子核，經16天剩下幾個碘原子核無法預測，故B錯誤；C.生成的1|]Xe處于激發態，還會放射Y射線，Y射線的穿透能力最強，Y射線是高能光子，即高能電磁波，它是不帶電的，所以Y射線的電離作用很弱，故C錯誤；D.^I中有53個質子，131表示質量數即核子數，故D正確；E.半衰期是放射性元素的基本性質，由放射性元素本身決定，與外部環境和所處狀態無關，故E正確.專題練習1.人們在海水中發現了放射性元素钚（Pu）.Pu可由鈾239（U）經過n次卩衰變而產生，則n為（）A.2 B.239C.145 D.92【答案】A【解析】卩衰變規律是質量數不變，質子數增加1,弋Pu比質子數增加2,所以發生了2次卩衰變，A正確2.〔［U經過m次a衰變和n次卩衰變，變成〔［Pb,貝％ )m=7,n=3 B.m=7,n=4C.m=14,n=9 D.m=14,n=18【答案】B【解析】根據題意有：235—4m=207,92—2m+n=82，解兩式得m=7,n=4,選項B正確3?鈾裂變的產物之一氪90(^Kr)是不穩定的，它經過一系列衰變最終成為穩定的鋯90d：Zr),這些衰變是()1次a衰變，6次卩衰變4次卩衰變2次a衰變2次a衰變，2次卩衰變【答案】B【解析】原子核每經過衰變，質量數増加也電荷數順少力每經過一次P衰變，電荷數増加1,質量數不變.方法一u衰變的次數為11=竺嚴=叫如90-90P衰變的次數為一-一+40—光二斗族).￡方法二設氟g譏鞘Kr)經過x次a衰變，丫次p衰變后變成錯90｛衆Zr),由衰變前后的質量數、電荷數守恒得4x+90=90,2x-y+40=36,解得x=0,y=4.4?據報道，重慶市籌建的核電廠選址是涪陵區816核工廠，擬建的核電項目是4個壓水反應堆，利用其產生的核能帶動4臺100萬千瓦的機組發電.核電站在發電的同時還可以生產出可供研制核武器的钚239(3Pu)，這種钚239可以由鈾239(^U)經過n次卩衰變而產生，貝" )A.n=2 B.n=239C.n=145 D.n=92【答案】A【解析】每經一次卩衰變原子核的質量數不變而電荷數增加1,由94-92=2知n=2，故A正確5?最近幾年，科學家在超重元素的探測方面取得了重大進展.1996年，科學家們在研究某兩個重離子結合成超重元素的反應時，發現生成的超重元素的核亍X經過6次a衰變后的產物是f^Fm.由此可以判定生成的超重元素的原子序數和質量數分別是（）A.124、259 B.124、265C.112、265 D.112、277【答案】D【解析】題中的核￡兀經過&次衰變后成為扌祈Fm,注意到的電荷數為100,質量數為253,每發生—次《■衰變質量數減少4,電荷數制少2由質量數和電荷數守恒有A=4xfi+253=277,Z=2xfi+100=112,所以■選項D正確6?放射性同位素”Na的樣品經過6小時還剩下g沒有衰變，它的半衰期是（）A.2小時 B.1.5小時1.17小時 D.0.75小時【答案】A1【解析】我們知道，放射性元素衰變一半所用的時間是一個半衰期，剩下的元素再經一個半衰期只剩下！，11再經一個半衰期這！又會衰變一半，只剩亍所以題中所給的6小時為三個半衰期的時間，因而該放射性同1t位素的半衰期應是2小時，也可根據M余=“原（二）.，得T=2小時.學&科網7?—個氡核亍Rn衰變成釙核TPo并放出一個粒子，其半衰期為3.8天，1g氡經過7.6天衰變掉的質量以“■I ni盤及二Rn衰變成二1Po的過程放出的粒子是（）A.0.25g，a粒子 B.0.75g，a粒子C.0.25g，卩粒子 D.0.75g，卩粒子【答案】B1【解析】7.6天是兩個半衰期，剩下的的質量占原來的-，1g氡衰變掉的質量為0.75g,又由質量數和電荷數守恒可知，放出的粒子質量數是4,核電荷數是2,該粒子是a粒子，因而B對.8?前蘇聯切爾諾貝利核電站爆炸事故造成了大量放射性物質泄漏，碘匚汀和錨匚Cs等放射性物質放射出的a、卩、Y射線，會造成甲狀腺疾病和神經系統損傷.下列有關放射性的說法中正確的是（）碘*1發生卩衰變時所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產生的錨、Cs的半衰期為30年，把核廢料深埋可以使核的半衰期變短碘匚汀的半衰期為8.5天，若取4個碘核，經過17天就只剩下1個碘核V2~ 127錨Cs經過兩次a衰變和兩次卩衰變將變為碘匕I【答案】A【解析】P衰變的實質是原子核中的一個中子轉化成一個質子，同時產生一個電子，這個電子以P射線的形式釋放出去，同時輻射出Y光子.故A正確：半衰期由元素本身決定，與原子檢所處環境、狀態無關，故B錯誤,半衰期是犬量放射性原子發生衰變時的統計規律，對個別的原子沒有意義?故C錯誤,根據原子核經過一次「衰變，電荷數減小2,質量數減小4,—次p衰變后電荷數増加1,質量數不變，那么經過兩次u衰變和兩次P衰變，質量數減小S,而質子數減小2,將變為噹I?故D錯誤9?在勻強磁場里，原來靜止的放射性碳14原子，它所放射的粒子與反沖核的徑跡是兩個相切的圓，圓的半徑之比為7:1,如圖所示，那么碳14的核衰變方程是（）A.二C-*[He+BeB. ；C-=e+'；BC. ；C-"_：.e+二ND. ；C"H+[B【答案】C【解析】原子核衰變過程中動量守恒，所以粒子與反沖核的動量等大反向，由徑跡是兩內切圓知，放出的mv§垃F7是負粒子，是卩衰變，由于粒子和反沖核均做勻速圓周運動，由r=g知，廠=二=.'?所以反沖核的電荷數是7,由電荷數守恒和質量數守恒知，正確答案為C.在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核（=Rn）,由于衰變它放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個相互外切的圓，大圓與小圓的直徑之比為42：1,如圖所示，那么氡核的衰變方程應是下列方程中的哪一個（）亍Rn-^Fr+_：.e二Rn~工Po+[He亍Rnr^At+jeEG eg r=Rni[At+[H【答案】B【解析】原子核衰變過程中動量守恒，所以粒子與反沖樓的動量等犬反向，由徑跡是兩外切圓知，放出的__ 用心4乩卜1 2是正粒子，是Q忌變，由于粒子和反沖核均做勻速圓周運動，由r=g甘知，g三=y=亍?=N?所以反沖核的電荷數是陰，由電荷數守恒和質量數守恒知，正確答案為長（多選）下列說法正確的是（）：：；Ra衰變為：二Rn要經過1次a衰變和1次卩衰變WU衰變為亍Pa要經過1次a衰變和1次卩衰變匚Th衰變為二：Pb要經過6次a衰變和4次卩衰變TOC\o"1-5"\h\z術盤 m匚U衰變為二Rn要經過4次a衰變和4次卩衰變【答案】BCR盤 -yj-i 血盤 j n【解析】設::::Ra衰變為：：Rn需經x次a衰變和y次卩衰變，其衰變方程為：:::Ra—：：Rn+x[He+ye根據質量數守恒和電荷數守恒分別有226=222+4x,88=86+2x—y解得x=1,y=0.可見選項A錯誤；設7呂R 斗 "1斗R 1^4 沖 曲匚U.U衰變為-Pa要經過n次a衰變和m次卩衰變，其衰變方程為-U—-Pa+nHe+m.-.e根據質量數守恒和電荷數守恒分別有238=234+4n,92=91+2n—m解得：n=1,m=1.選項B正確；同理可知選項C正確，選項D錯誤.（多選）地球年齡有多大？一直是科學研究的問題，其中一種方法是利用天然放射性元素的衰變規律探測.通過對古老巖石中鈾和鉛的含量的測定，設鈾核衰變后全部變成鉛核，通過計算推出該巖石中含有鈾是巖石形成初期的一半，鈾238的相對含量隨時間變化關系如圖，由此可判斷（）A.鈾238的半衰期為90億年地球年齡大約45億年被測定的巖石在90億年后鈾、鉛粒子比例約為1：4被測定的巖石在90億年后鈾、鉛粒子比例約為1：3【答案】BD【解析】由題意、半衰期的含義及鈾238衰變后含量隨時間的變化規律團象可知：鈾238的半衰期和地球的年齡均犬致為45億年.再由圖象可知：被測定的古老巖石樣品在90億年時鈾原子數的相對值為0.25,TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1 3即占總原子數的匚，由此可推得其中鉛占原子數的亍，鈾、鉛原子數之比為1：3?選項氏C正確4 413.（多選）的衰變方程為卞U-亍Th+[He,其衰變曲線如圖，t為半衰期，貝M ）發生的是a衰變WU發生的是卩衰變k=3k=4【答案】AC【解析】根據衰變方程「七-卞Th+1He放出的是a粒子，所以該衰變是a衰變，A正確，B錯誤；剩余\o"CurrentDocument"1r 1 1質量為：M余=“原（二）二，經過kT后，、m0=m0（二）k,所以k=3,C正確，D錯誤.學&科網14.（多選）下列說法正確的是（）I?Th經過6次a衰變和4次卩衰變后成為原子核；[Pb核反應方程:*Cof工Ni+-：e是正確的20個卞U的原子核經過兩個半衰期后剩下5個卞U20g*U的原子核經過兩個半衰期后剩下5g【答案】AD【解析】a衰變的過程中電荷數少2,質量數少4，卩衰變的過程中電荷數多1,質量數不變，由質量數和電荷數