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
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