放射衰变与放射性同位素的应用PPT讲稿.ppt
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1、放射衰变与放射性放射衰变与放射性同位素的应用同位素的应用19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用第1页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用熱熱 身身它會變成另一種元素它會變成另一種元素它的質量減少,但化學性質不變它的質量減少,但化學性質不變它會變得穩定它會變得穩定它會完全消失它會完全消失其他:其他:_在放射性核素衰變時,有甚麼會發生?在放射性核素衰變時,有甚麼會發生?第2页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式不穩定的原子
2、核會不穩定的原子核會放出輻射放出輻射,失去部分粒,失去部分粒子能量。子能量。這個過程稱為這個過程稱為放射衰變放射衰變或或蛻蛻變變。第3页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式原子核衰變後,會變成另一種元素的原子核。原子核衰變後,會變成另一種元素的原子核。母核母核衰變產物衰變產物=子子核核+衰變過程中發射出來的衰變過程中發射出來的粒子粒子衰變X子核子核Y輻射輻射第4页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式 衰變衰變 粒子粒子=氦氦原子
3、核原子核 輻射輻射 射線(伽瑪射線)射線(伽瑪射線)=高能高能的電磁波的電磁波 衰變衰變 粒子粒子=電子電子 粒子粒子 粒子粒子 射線射線第5页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式a 衰變衰變90p144n鈾鈾-238 母核母核2p2n釷釷-234 子核子核氦氦-4(粒子粒子)衰變產物衰變產物質子質子中子中子92p146n第6页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式a 衰變衰變上面的數目及下面的數目均左右平衡上面的數目及下面的數目
4、均左右平衡23490U23892Th+He42238=234+492=90+2鈾鈾-238 母核母核92p146n90p144n2p2n釷釷-234 子核子核氦氦-4(粒子)粒子)第7页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式a 衰變衰變XAZA 4Z 2Y+He4223490U23892Th+He42238=?+492=?+2原子序數 -2質量數 -4第8页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式b 衰變衰變91p143n釷釷-234
5、 母核母核鏷鏷-234 子核子核電子電子 e-(粒子)粒子)衰變產物衰變產物質子質子中子中子90p144npn-1+1e-+1質量質量 023491Th23490Pa+e?234=234+090=91+(1)e0 1第9页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式b 衰變衰變原子序數 +1質量數 不變XAZAZ+1Y+e0 1pne-質量質量 0第10页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式c 輻射輻射有些原子核在放出有些原子核在放出
6、或或 粒子後,會比正常狀態具有較粒子後,會比正常狀態具有較多的能量。多的能量。射線射線90p144n釷釷-234釷釷-23490p144n具具多餘的能量多餘的能量衰變產物衰變產物能量能量第11页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式c 輻射輻射原子序數 不變質量數 不變X*AZAZX+Th*23490+Th23490 具具多餘的能量多餘的能量第12页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式 衰變衰變 XAZA 4Z 2Y+He42 輻
7、射輻射能量能量X*AZAZX+衰變衰變XAZAZ+1Y+e0 1pne-2p2n第13页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式鐳鐳-226 的的 衰變衰變模擬程式模擬程式問題問題?例題例題 1第14页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用1衰變三式衰變三式U23892Th2349091Pa23492U23482Pb206放射性放射性穩定穩定d衰變系衰變系釷釷-232 的衰變系的衰變系問題問題?例題例題 2第15页,共58页,编辑于2022年,星期日1
8、9.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性放射衰變是放射衰變是隨機地隨機地(或(或無規地無規地)發生發生的。的。這刻會發生這刻會發生衰變嗎?衰變嗎?這次會擲得這次會擲得1嗎?嗎?a隨機特性隨機特性第16页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用實驗實驗 19a放射衰變放射衰變擲骰類比擲骰類比錄像片段錄像片段尚未衰變的數目如何改變?尚未衰變的數目如何改變?擲得擲得1 代表衰變了代表衰變了 拿走拿走第17页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰
9、變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性a隨機特性隨機特性由於由於衰變結果是衰變結果是隨機隨機的,的,點並不正正落在點並不正正落在曲線上。曲線上。擲骰次數擲骰次數100806040024620810衰變曲線:衰變曲線:尚未衰變尚未衰變第18页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性b衰變速率衰變速率擲骰次數擲骰次數100806040024620810尚未衰變尚未衰變尚未衰變的數目尚未衰變的數目 衰變的數目衰變的數目 衰變速率衰變速率第19页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰
10、變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性b衰變速率衰變速率放射強度(衰變速率)放射強度(衰變速率)未衰變核的數目未衰變核的數目放射強度的單位放射強度的單位=貝克貝克(Bq)即即每秒鐘的蛻變次數每秒鐘的蛻變次數第20页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性c半衰期半衰期擲骰次數擲骰次數100806040024620810尚未衰變尚未衰變3.5次投擲後次投擲後:100 50+3.5次投擲後次投擲後:50 25 半數衰變所需的時間是固半數衰變所需的時間是固定的。定的。
11、+3.5次投擲後次投擲後:25 12.5第21页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性半半衰期衰期=一半一半核素核素衰變了衰變了所需的時間所需的時間=放射強度放射強度減半減半所需的時間所需的時間c半衰期半衰期第22页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性01620 年年1 個半衰期個半衰期3240 年年2 個半衰期個半衰期4860 年年3 個半衰期個半衰期40 10620 10620 10610 10630
12、1065 10635 106106 鐳鐳-222(已(已衰變衰變)106 鐳鐳-226(未衰變未衰變)時間時間0 106注意注意:原子核(母核和子核)的原子核(母核和子核)的總數總數永遠永遠保持不變保持不變。c半衰期半衰期第23页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性計算計算核素的放射性核素的放射性能維持多久,危險能維持多久,危險性維持多久性維持多久識別識別不明放射性核不明放射性核素的種類素的種類用途:用途:c半衰期半衰期第24页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應
13、用放射衰變與放射性同位素的應用2放射衰變的特性放射衰變的特性鈉鈉-24 的放射強度的放射強度找出放射性樣本的半衰期找出放射性樣本的半衰期模擬程式模擬程式問題問題?例題例題 3問題問題?例題例題 4c半衰期半衰期第25页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用3人工放射性同位素的應用人工放射性同位素的應用天然的放射性物質非常少。天然的放射性物質非常少。不過,用快速運動的粒子撞擊某些元素的原子核,不過,用快速運動的粒子撞擊某些元素的原子核,便可製造出放射性同位素,便可製造出放射性同位素,這個過程稱為這個過程稱為嬗變嬗變(transmut
14、ation)。嬗嬗 變變第26页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用3人工放射性同位素的應用人工放射性同位素的應用醫醫 療療放射療法放射療法()示蹤物示蹤物(,數日,數日)消毒消毒()(相片提供:Prince of Wales Hospital/Dept.of Clinical Oncology)(相片提供:UKAEA)第27页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用3人工放射性同位素的應用人工放射性同位素的應用工工 業業厚度計厚度計(,103 年年)煙霧探測器煙霧探
15、測器(火警警報)(火警警報)(,102 年年)作為示蹤物檢查水作為示蹤物檢查水道系統的泄漏情況道系統的泄漏情況(,數小時,數小時)(相片提供:UKAEA)第28页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與放射性同位素的應用3人工放射性同位素的應用人工放射性同位素的應用農農 業業作為示蹤物追蹤植作為示蹤物追蹤植物吸收肥料的情況物吸收肥料的情況(,數日,數日)碳碳-14 年代測定法年代測定法*使用天然的放射性同位素使用天然的放射性同位素(,103 年年)考古學考古學第29页,共58页,编辑于2022年,星期日19.2 放射衰變與放射性同位素的應用放射衰變與
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