核衰变与核反应方程
第二节 核衰变与核反应方程
基础知识
1.三种射线:放射性物质放出的射线有三种: 射线、 射线和 射线.α射线实际上是 ,α粒子就是 _____;β射线实际上是 _____,β粒子就是 ____;γ射线实际上是能量很高(波长极短) 的 _________.
2.天然放射现象表明原子核具有复杂的结构:由于元素的放射性与其存在的形式(单质、化合物等) 无关,因此,放射线来源于 _______,这表明原子核是具有内部结构的,人们认识原子核的结构是从 ____________开始的.
3.衰变:原子核放出α粒子或β粒子后,就变成新的 _____,这种变化就叫原子核的衰变,原子核的自发衰变分为两种,一种是 衰变,另一种叫 衰变.
4.半衰期:放射性元素的原子核有 ___发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期.半衰期表示放射性元素衰变的快慢,不同放射性元素的半衰期不同.半衰期的大小与放射性元素所处的物理或化学状态 ______,这是因为衰变发生在 _____,压力、温度及与其他元素的化合等,都不会影响 _______的结构.
典型例题
例1对天然放射现象,下列说法中正确的是( )
A α粒子带正电,所以α射线一定是从原子核中射出的
B.β粒子带负电,所以β射线有可能是核外电子
C.γ粒子是光子,所以γ射线有可能是由原子发光产生的
D.α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 答案:AD
例2下列说法正确的是:①β射线粒子和电子是两种不同的粒子 ②红外线的波长比X 射线的波 长长③α粒子不同于氦原子核④γ射线贯穿本领比α粒子强
A.①② B.①③ C.②④ D.①④ 答案:C
例3232Th(钍) 经过一系列α和β衰变,变成208Pb(铅) ,问经过了多少次α衰变? 经过了多少次β衰变? 9082
答案:经过6次α衰变,4次β衰变
例4某放射性元素的原子核M X 连续经过三次α衰变和两次β衰变,若最后变成另一种元素的原子核Y ,则新核的正确写法是 ( ) Z
M -14M -12M -12A .M
Z -14-2Y B.Z -6Y C.Z -6Y D.Z -4Y 答案:D
例5 关于放射性元素的半衰期,下列说法中正确的是 ( )
A.原子核全部衰变所需要的时间的一半 B.原子核有半数发生衰变所需要的时间
C.原子量减少一半所需要的时间 D.元素质量减半所需要的时间 答案:BD
例6下列有关半衰期的说法正确的是 ( )
A.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短,衰变速度越快
B.放射性元素的样品不断衰变,随着剩下未衰变的原子核的减少,元素的半衰期也变短
C.把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放射性元素的衰变速度
D.降低温度或增大压强,让该元素与其他物质形成化合物,均可减缓衰变速度 答案:A
基础知识
1原子核X 经β衰变(一次) 变成原子核Y ,原子核Y 再经一次α衰变变成原子核Z ,则下列说法中不正确的是 ( )
A.核X 的中子数减核Z 的中子数等于2 B.核X 的质子数减核Z 的质子数等于5
C .核Z 的质子数比核X 的质子数少1 D.原子核X 的中性原子的电子数比原子核Y 的中性原子的电子数少1
2放射性元素放出的射线,在电场中分成A 、B 、C 三束,如图4-2-3所示,其中
( )
A.C 为氦核组成的粒子流。 B.B 为比X 射线波长更长的光子流
C.B 为比X 射线波长更短的光子流 D.A 为高速电子组成的电子流
3下列说法正确的是 ( )
A.康普顿发现了电子 B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 D.伦琴发现了X 射线
4一放射源放射出某种或多种射线,当用一张薄纸放在放射源的前面时,强度减为原来的1,而当用lcm 厚的铝片放在放射源前时,3
射线的强度减小到几乎为零.由此可知,该放射源所射出的 ( )
A.仅是α射线 B.仅是β射线 C.是α射线和β射线 D.是α射线和γ射线
5一小瓶含有放射性同位素的液体,它每分钟衰变6000次.若将它注射到一位病人的血管中,15 h后从该病人身上抽取lO mL血液,测得此血样每分钟衰变2次.已知这种同位素的半衰期为5 h,则此病人全身血液总量为 L.
6静止状态的镭原子核 Ra经一次α衰变后变成一个新核.
(1)写出核衰变方程;
(2)若测得放出的α粒子的动能为El ,求反冲核动能E 2及镭核衰变时放出的总能量E .
能力测试
7.在匀强磁场中,一个原来静止的原子核发生衰变,得到两条如图4-2-4中所示的径迹,图中箭头表示衰变后粒子的运动方向.不计放出光子的能量,则下述说法中正确的是
( )
A .发生的是β衰变,b 为β粒子的径迹 B.发生的是α衰变,b 为α粒子的径迹
C .磁场方向垂直纸面向外 D.磁场方向垂直纸面向内
8.关于α射线、β射线、γ射线的本质和主要作用,以下说法正确的是 ( )
A.α射线是高速α粒子流,α粒子实际上是氦原子核,它的穿透能力很强
B.β射线是高速电子流,是核外电子激射出来形成的,它的电离能力较强,同时穿透能力也较强
C .γ射线是波长很短的电磁波,与X 射线相比.γ射线的贯穿本领更大
D.γ射线是波长很短的电磁波,它是由于原子的内层电子受到激发后产生的
9.K 介子衰变的方程为K →π+π,其中K 介子和π介子带负的元电荷,π介子不带电.一个K 介子沿垂直于磁场的方向射入匀
- 0强磁场中;其轨迹为圆弧AP ,衰变后产生的π介子的轨迹为圆弧PB ,两轨迹在P 点相切,它们的半径R K-与R R-之比为2:1.π介子
-0的轨迹未画出,如图4-2-5所示,由此可知π的动量大小与π的动量大小之比为
( )
---0--0-
A .1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:6
10. 本题中用大写字母代表原子核,E 经α衰变成为F ,再经β衰变成为G ,再经α衰变成为H ,上述系列衰变可记为下式:
αβαββα−→−→−→−→−→−→E −F −G −H ,另一系列衰变如下:P −Q −R −S
已知P 是F 的同位素,则( )
A .Q 是G 的同位素,R 是H 的同位素 B.R 是E 的同位素,S 是F 的同位素
C .R 是G 的同位素,S 是H 的同位素 D.Q 是E 的同位素,R 是F 的同位素
12如图4-2-6所示,z 为未知的放射源,L 为薄铝片,若在放射源和计数器之间加上L 后,计数器的计数率大幅度减小;再在L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变.则x 可能是( )
A .α和β的混合放射源 B.纯α放射源 C.α和γ的混合放射源 D.纯γ放射源