数 不同 ，这样一些具有相同核电荷数和 不同中子数的原子互称为同一位素．
• (2)放射性同位素的应用
• 放射性同位素放出的射线应用于工业、探 伤、农业、
• 医疗等．
• 1．核反应：在核物理学中，原子核在其 他粒子的轰击下产生新原子核 的过程．
• 2．原子核的人工转变：用 高能粒子轰击靶 核，产生另一种新核的方法．
种类 组成 带电荷量
质量
符号 速度 在电磁 场中
α射线
高速氦核流
2e 4mp mp＝1.67× 10－27kg 42He 0.1c
偏转
β射线
高速电子流
－e
mp 1840
0－1e 0.99c 与α射线反 向偏转
γ射线 光子流 (高频电磁波)
0
静止质量为零
γ c 不偏转
• 1．α衰变和β衰变的比较
衰变类型
• 3．裂变反应堆：又称核反应堆，简称反 应堆．反应堆主要由以下几部分组成：① 控制棒 ；② 冷却剂；③ 核燃料；④ 减速剂 ； ⑤ 反射层．
种类
贯穿本领
对空气的 电离作用 在空气中
的径迹 通过胶片
产生机制
α射线 最弱 用纸能挡住
很强
β射线 较强 穿透几毫米 的铝板
较弱
γ射线 最强 穿透几厘米 的铅板
• 3．γ衰变：γ衰变是伴随着α衰变或β衰变 同时发生的，γ衰变不改变原子核的电荷 数和质量数．其实质是放射性原子核在发 生α衰变或β衰变过程中，产生的新核由于 具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出 光子
• 4．核类反型 应四可控种性 类型比较核反应方程典例
衰 α衰变 自发
29328U―→29304Th＋42He
• 如应用原子核的人工转变的三大发现的核 反应如下：
(1)1919年卢瑟福用 α粒子 轰击氮原子核，产生了氧的 同位素，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质 子，其核
• 1．核力：核子 之间的相互作用力叫核力， 它是短程力．
• 2．核能：由于原子核间存在核力，所以 核子结合成原子核或原子核 分裂 为核子时 均伴随着巨大的能量变化，这种能量称为 核能．
• 2．分类
• 3．半衰期 • (1)定义：放射性元素的原子核 有半数发生
衰变需要的时间．
• (2)半衰期的大小由放射性元素的原子核 内部本身的因素决定，跟原子所处的
化学状态(如压强、温度等)或 物理状态 (如单 质或化合物)无关．
• 4．放射性同位素及应用 • (1)同位素 • 有些原子的原子核电荷数 相同 ，但质量
很弱
粗、短、直
细、较长、曲折
最长
感光
核内两个中子和两个 质子结合得比较 紧密，有时会作 为一个整体从较 大的原子核抛射 出来
感光
核内的中子可以转化 为一个质子和一 个电子，产生的 电子从核中发射 出来
感光
放射性原子核在发生 α衰变、β衰变后 产生的新核往往 处于高能级，当 它向低能级跃迁 时，辐射γ光子
• 实际确定方法是：根据β衰变不改变质量 数，首先由质量数改变确定α衰变次数， 然后根据核电荷数守恒确定β衰变次向箭头表示反应方向， 不能用等号连接．
• (3)核反应的生成物一定要以实验为基础， 不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成
• (4)核反应方程遵循质量数守恒而不是质 量守恒；遵循电荷数守恒．
1．重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂成两个
(或多个)中等质量核的反应过程，重核裂变的同时放出几
个中子，并释放出核能．如：29325U＋10n―→9326Kr＋15461Ba＋
310n.
• 2．轻核的聚变：某些轻核结合成质量较 大的核的反应过程，同时释放出大量的核 能．要想使氘核和氚核结合成氦核，必须 达到 几百万度以上 的高温，因此聚变反应 又叫 热核 反应．如：
变 β衰变 自发
29304Th―→29134Pa＋0－1e
174N＋42He―→187O＋11H(卢瑟福发现质子)
42He＋94Be―→162C＋10n(查德威克发现中子)
人工转变
人工 控制
2173Al＋42He―→3105P＋10n (约里奥·居里夫妇 发现放射性同位
3105P―→3104Si＋0＋1e
α衰变
β衰变
衰变方程
MZ X―→MZ－－24Y＋42He
MZ X―→MZ＋1Y＋0－1e
2个质子和2个中子 衰变实质 结合成一个整体射出
中子转化为 质子和电子
衰变规律
211H＋210n―→42He
10n―→11H＋0－1e
电荷数守恒、质量数守恒
说明：(1)衰变次数的确定
设放射性元素
A Z
X经过n次α衰变和m次β衰变后，变为稳
定的新元素AZ′′Y，则核反应的方程为：
AZX―→ZA′′Y＋n42He＋m0－1e
根据电荷数守恒和质量数守恒可得方程：
A＝A′＋4n①
Z＝Z′＋2n－m②
由①②式联立解得：n＝A－4A′
m＝Z′－Z＋A－2A′
• 由此可见确定衰变次数可归结为求解一个 二元一次方程组．有了这个方程组，确定 衰变次数就十分方便．
2．半衰期 用 N0、m0 分别表示衰变前的原子核数目和质量， N、m 分别表示衰变后剩余的原子核的数目和质量，τ 为半衰期，t 表示衰变过程所经历的时间，则 N＝N0(12)τt，
m＝m0(12)τt. 说明：半衰期由放射性元素的原子核内部本身
的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度 等)或化学状态(如单质或化合物)无关．
• 第二单元 放射性元素的衰变 核能
• 1．天然放射现象：某些元素自发地 放射某
些射线的现象称为天然放射现象，这些元
素称
放射性元素．
• 2．三种射线的本质：α射线是 氦核流，β 射线是 电子流 ，γ射线是 电磁波．
• 1．定义：原子核自发地放出某种粒子而 转变为 新核 的变化叫原子核的 衰变 ．
• 3．质能方程： E＝mc2(ΔE＝Δmc2)
• 4．质量亏损总是发生在系统向外辐射能 量的情况下，系统能量减少了，质量自然 也就减少了．当系统的质量减少Δm时， 系统的能量就减少了ΔE，减少的能量向 外辐射出去了．减少的质量转化为光子的 质量，减少的能量转化为光子的能量．虽 然光子的静止质量为零，但在光子的辐射 过程中，具有能量E＝hν，所以运动的光 子具有一定的质量．光子运动的速度始终 为c，E＝hν＝mc2，所以当一个光子的频 率为ν时，它的质量为m＝ .