第五章原子核第2節放射性元素的衰變人教版物理選擇性必修第三冊問題與思考：

在古代，不論是東方還是西方，都有一批人追求“點石成金”之術，他們試圖利用化學方法將一些普通的礦石變成黃金。當然，這些煉金術士的希望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？

新課引入一、原子核的衰變1.定義：原子核放出α粒子或β粒子轉變為新核的變化叫做原子核的衰變。2.種類：新課講授α衰變：放出α粒子的衰變β衰變：放出β粒子的衰變α衰變β衰變4.規律：衰變前后的電荷數和質量數都守恒一、原子核的衰變3.衰變方程：①方程式②說明：

(1)中間用單箭頭，不用等號；

(2)是質量數守恒，不是質量守恒③本質：原子核內兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子射出5.α衰變一般方程：一、原子核的衰變①方程式②本質：原子核內一個中子轉化為一個質子和一個電子（射出）7.γ射線伴隨α衰變和β衰變產生沒有γ衰變一、原子核的衰變6.β衰變的一般方程：γ輻射原子核的能量也跟原子的能量一樣，其變化是不連續的，也只能取一系列不連續的數值，因此也存在著能級，同樣是能級越低越穩定。

放射性的原子核在發生α衰變、β衰變時，往往蘊藏在核內的能量會釋放出來，使產生的新核處于高能級，這時它要向低能級躍遷，能量以γ光子的形式輻射出來。因此，γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的，當放射性物質連續發生衰變時，原子核中有的發生α衰變，有的發生β衰變，同時就會伴隨著γ輻射（沒有γ衰變）。這時，放射性物質發出的射線中就會同時具有α、β和γ三種射線。注意：

一種元素只能發生一種衰變，但在一塊放射性物質中可以同時放出α、β和γ三種射線。二、半衰期1.定義：放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間。經過n個半衰期(T)其剩余的質量為：

2.公式：質量與原子個數相對應，故經過n個半衰期后剩余的粒子數為：

元素X的原子個數3、說明：①半衰期的長短由原子核內部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學狀態無關。②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。．4、意義：反映了大量原子核衰變的快慢二、半衰期

盧瑟福用α粒子轟擊氮核，產生了氧的一種同位素，同時打出一種新粒子。

衰變是原子核的自發變化，原子核的變化也可用人工方法來控制。質子p1、定義：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程三、核反應2、規律：核反應中質量數與電荷數守恒3、說明：核反應是原子核的變化，化學反應是核外電子的變化4.幾個重要的人工核反應方程（1）發現質子的核反應方程——盧瑟福（2）發現中子的核反應方程——查德威克（3）發現人工放射性同位素———居里夫婦

天然存在的放射性元素只有四十幾種，但用人工方法得到的放射性性同位素有一千多種，因而放射性同位素有著廣泛的用途。由于同位素的核電荷數相同，所以化學性質相同。四、放射性同位素及其應用（1）利用它的射線A、由于γ射線貫穿本領強，可以用來γ射線檢查金屬內部有沒有砂眼或裂紋，所用的設備叫γ射線探傷儀．γ射線探傷儀

四、放射性同位素及其應用B、利用射線的穿透本領與物質厚度密度的關系，來檢查各種產品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實現自動控制放射線測厚儀c、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等食品保鮮利用鈷60的γ射線治療癌癥（放療）被不同劑量γ射線照射后的馬鈴薯8個月后的情況，左上方的馬鈴薯沒經過γ射線照射，右下方的被γ射線照射的劑量最大，左下方保存最好的馬鈴薯被γ射線照射的劑量適中。“魯棉一號”就是山東省棉花研究所的科技人員應用放射性同位素鈷-60放出的伽瑪射線處理棉花雜交的后代育成的．（2）作為示蹤原子：用于工業、農業及生物研究等.

棉花在結桃、開花的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收．但是，什么時候的吸收率最高、磷在作物體內能存留多長時間、磷在作物體內的分布情況等，用通常的方法很難研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，上面的問題就很容易解決。人體甲狀腺的工作需要碘．碘被吸收后會聚集在甲狀腺內．給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的器質性和功能性疾病．用碘-131診斷甲狀腺示蹤原子1、射線應用2、示蹤原子①探傷儀③培育新種④保存食物⑥消除有害靜電

(電離)⑤消滅害蟲②治療惡性腫瘤①農作物檢測②診斷器質性和功能性疾病③生物大分子結構及功能研究四、放射性同位素及其應用

原子彈爆炸、核電站泄露會產生嚴重的污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”時，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會潰爛不愈，導致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質，如果不注意也會對人體造成巨大的危害。五、輻射與安全過量的放射性會對環境造成污染，對人類和自然界產生破壞作用。

20世紀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新課講授（1）在核電站的核反應堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄（2