放射性元素的衰变 核能 考试要点 1 三种射线，两种衰变 1.天然放射性现象 （1）天然放射性现象。元素_____发射射线的现象最早是贝克勒尔发现的。 天然放射性现象的发现表明它们具有复杂的结构。 自发原子核 （2）放射性与放射性元素。物质能发射某些看不见的射线的性质叫作。具有放射性的元素叫元素。 （3）三种射线：放射性元素发射的射线有三种，分别是___ （4）放射性同位素的应用与防护。 放射性同位素：放射性同位素有两大类： _____放射性同位素和 _____放射性同位素。放射性同位素的化学性质相同。 应用：消除静电、工业探伤等。 防护：防止射线对人体组织造成损害。 放射性放射性射线天然人造示踪原子2.原子核的衰变（1）原子核放出α粒子或β粒子并变成另一种粒子的变化叫衰变。（2）分类。（3）半衰期：放射性元素衰变所需的时间是_____。半衰期由原子核内部的因素决定，与原子所在位置无关。原子核原子核的一半物理化学状态1.三种射线的比较射线名称对照项目射线成分高速氦核流高速电子流光子流（高频电磁波）电荷2e质量4m静止质量零符号射线名称对照项目射线速度可达0。
1c可达0.99c 垂直进入电场或磁场时偏转 偏转 偏转 不偏转 穿透 最弱 强 最强 空气电离 很强 弱 很弱 衰变与β衰变的对比 衰变类型 衰变 衰变方程 衰变本质 2个质子与2个中子结合为一个整体 放出1个中子转变成1个质子和1个电子 在均匀磁场中的轨迹形状 衰变定律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 3、对半衰期的两种解释 （1）基于半衰期的概念，可以总结出一个公式，表示衰变前放射性元素的原子序数与质量，N和m表示衰变后未衰变的放射性元素的原子序数与质量，t表示衰变时间，λ为衰变常数 (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢由原子核内部的因素决定，与原子的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如元素、化合物）无关。 考点2 四种核反应类型 四种核反应类型 类型比较 核反应方程的可控性 典型例子 衰变 衰变 自发衰变 自发人工转变 人工控制 （约里奥-居里夫妇发现放射性同位素和正电子） 帕·查德威克发现中子 重核裂变相对容易人工控制 轻核聚变除氢弹外，无法控制 类型 核反应方程的可控性 典型例子 Kr 关于核反应的三点 （1）核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接。
(2)核反应的产物必须有实验为依据，不能凭空捏造产物，根据两个守恒定律写出核反应方程式。 (3)核反应遵循质量数守恒，而不是质量守恒，而是遵循电荷数守恒。 考点3 核能 1.分散的核子在结合成原子核过程中所释放的能量。 释放 2.质能方程、质量损失 爱因斯坦质能方程E=_____，原子核的质量一定比组成它的核子质量之和小Δm，这就是质量损失。从质量损失可以计算出释放出来的原子核 1.核力的三种解释 （1）核力是强相互作用的表现； （2）核力是短程力，作用范围为1.510-15m； （3）每个核子只与邻近的核子有核力 2.结合能与特定结合能 （1）结合能：把组成原子核的结合核子分开所需要的能量。 （2）特定结合能： 定义：原子核的结合能与核子数目的比值叫特定结合能，也叫平均结合能。 特点：不同原子核的特定结合能不同，原子核的特定结合能越大，核子在原子核中结合得越牢固，原子核就越稳定。 3.获得核能的途径 （1）重核的裂变。 定义：质量数较大的原子核受高能粒子轰击，分裂成若干个质量数较小的原子核的过程。 特点。 a.裂变时能释放出巨大的能量； b.裂变时能释放出2～3个（或更多）中子； c.裂变的产物不是唯一的。
铀核裂变有二裂变、三裂变和四裂变，但三裂变和四裂变的概率比较小。典型的裂变方程：（2）轻核聚变。定义：部分轻原子核结合成质量数较大的原子核的反应过程。特点：a.聚变过程释放出大量的能量，平均每个核子释放的能量比裂变反应中每个核子释放的能量大3～4倍。b.聚变反应比裂变反应剧烈。c.对环境的污染较小。d.聚变反应的原料在自然界中十分丰富。 典型聚变方程：衰变及其射线 【例1】（2011重庆高考）核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会放出β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，衰变时会放出γ射线。下列哪项表述是正确的？ (A.碘131释放的β射线是由氦核组成的。 B.铯137衰变时辐射出的γ光子的能量小于可见光光子的能量。 C.和铯137相比，碘131衰变得更慢。 D.铯133和铯137的质子数相同。 【解答指南】答此题时，要把握以下三点：（1）半衰期的长短代表衰变的快慢。（2）光子的能量由频率决定。（3）同位素的核电荷数相同。 【自答】选D.β射线是高速电子流，而不是氦核。 A错误，γ射线的频率大于可见光的频率，根据E=hv，γ射线光子的能量大于可见光光子的能量。 B是错误的。半衰期越短，衰变越快。C是错误的。铯133和铯137都是铯元素，它们是质子数相同但中子数不同的同位素。因此，D是正确的。
【总结与提高】答题关键是了解三类射线的性质，以及半衰期、同位素等概念。对易错选项及错误原因具体分析如下： 易错 错误原因 不能区分α、β、γ射线的性质。 其实α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是光子流 误认为γ射线的频率小于可见光的频率，但实际上γ射线的频率大于可见光的频率 核反应类型与核反应方程式 【例2】（2011北京高考）表示放射性元素碘衰变的方程式为（【解答指南】答此题时，必须把握以下两点：（1）核衰变过程中，质量数守恒，电荷数守恒，原子核中一个中子放出一个电子，变成一个质量数不变，但核电荷数增加1放射性衰变，所以生成的元素54放出一个电子放射性衰变，选项B正确。 【总结与改进】核反应方程式怎么写（1）记住常见基本粒子的符号是正确写出核反应方程式的基础核反应方程式。如质子、中子、α粒子、β粒子、正电子、氘核等。（2）掌握核反应方程式所遵循的规律是正确写出核反应方程式或者判断一个核反应方程式是否正确的基础，所以必须理解和运用质量数守恒定律和电荷数守恒定律。（3）熟悉四种基本核反应类型，可以帮助我们理清思路，快速写出正确的核反应方程式。
与核能相关的综合题【例3】（12分） 钚的放射性同位素在静止时衰变成铀核激发态粒子英语作文，铀核激发态立即衰变成能量为0.5的γ光子。 已知：粒子的质量为mPu=239.052u=931.5MeV/c （1）写出衰变方程；（2）鉴于衰变放出的光子的动量可以忽略，计算α粒子的动能。 【解答指南】解答这道题，可以按照下面的思路分析： 计算质量损失 计算核能ΔE=Δmc 由动量和能量守恒，计算氦核的动能 【标准答案】 (1)衰变方程为=5.mv，Emv 【总结与改进】计算核能的几种方法 （1）根据ΔE=Δmc （2）根据ΔE=Δm931.5MeV 计算。由于1原子质量单位（u）相当于931.5MeV的能量，所以计算时，Δm的单位为“u”，ΔE的单位为“MeV”。 （3）根据平均结合能计算核能。原子核的结合能=核子数平均结合能。 （4）有时，分析计算可以结合动量守恒定律和能量守恒定律，这时要注意动量和动能关系的应用p.1.（2011浙江高考）关于天然辐射现象，下列说法正确的是：辐射是由原子核外内壳层电子跃迁产生的D.
物质的放射性是不能通过化学反应改变的。【解答指南】答题时应注意以下几点：（1）天然放射性三类射线的产生机理。（2）影响天然放射性的因素。【解析】选D。α射线是在α衰变中产生的，本质是氦原子核。A错误。β射线是在β衰变中产生的，本质是高速电子束。B错误。γ射线是原子核在α衰变和β衰变过程中能级跃迁产生的电磁波。C错误。物质的放射性由原子核本身内部的因素决定，与原子的化学状态和外界条件无关。D正确。2.（2011上海高考）天然放射性元素发射的三类射线的穿透能量分别为