第2节 放射性元素的衰变
1．原子核的衰变．
(1)原子核的衰变：原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置变了，变成另一种原子核．这种变化称为原子核的衰变．
(2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
(3)α、β衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2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中抛射出来，这就是放射元素的α衰变现象；原子核里虽没有电子，但核内的中子可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变．
(4)γ射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数值，当原子核发生α衰变、β衰变后，新核往往处于高能级．这时它要向低能级跃迁辐射光子．
2．半衰期．
放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间叫半衰期，它是大量原子核衰变的统计结果．
(1)公式：某放射性元素的半衰期为T，衰变时间为t，则放射性元素经过个半衰期时未发生衰变的原子核个数N和原有原子核个数N0间的关系为：N＝N0，对应的质量关系有m＝m0．
(2)半衰期由原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态和化学状态无关，衰变发生在原子核的内部，所以与温度、压力及存在形式均无关．
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1．(多选)钍核，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核，伴随该过程放出γ光子，下列说法中正确的(BD)
A．该电子就是钍原子核外的内层电子
B．该电子是从原子核放射出来的
C．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短
D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的
解析：该电子是原子核内的中子转变为质子时放出的电子，选项A 错误，B正确；原子核的半衰期与外界环境无关，故给钍元素加热，钍元素的半衰期不变，选项C 错误；原子核的天然放射现象说明原子核是可分的，选项D 正确．
2．关于天然放射现象，叙述正确的是(C)
A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D．铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
解析：物理化学方法都无法改变放射性元素的半衰期，故A项错；β衰变中释放的电子是核内的中子转化的，并不是核外电子，B错；α、β、γ三种射线的电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，C正确；8次α衰变质量数减少32，质子数减少16，10次β衰变质量数不变，质子数增加10个，电荷数不守恒，故D项错误．正确答案为C.
3．在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数为(A)
A．6次 B．10次 C．22次 D．32次
解析：一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．
4．原子核经放射性衰变①变为原子核，继而经放射性衰变②变为原子核，再经放射性衰变③变为原子核.放射性衰变①、②和③依次为(A)
A．α衰变、β衰变和β衰变
B．β衰变、β衰变和α衰变
C．β衰变、α衰变和β衰变
D．α衰变、β衰变和α衰变
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解析：，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变. ，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子. ，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子．
5．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是(D)
A．碘131释放的β射线由氦核组成
B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C．与铯137相比，碘131衰变更慢．
D．铯133和铯137含有相同的质子数
解析：解答本题时要把握以下几点：(1)半衰期的长短代表了衰变的慢快．(2)光子能量大小由频率高低决定．(3)同位素的核电荷数相同．β射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；γ射线的频率大于可见光的频率，根据E＝hν可知，γ射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确．
6．在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则(D)
A．措施①可减缓放射性元素衰变
B．措施②可减缓放射性元素衰变
C．措施③可减缓放射性元素衰变
D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变
解析：解答本题要把握以下思路：放射性元素衰变的变化是原子核内发生的，改变放射性元素所处的物理状态或化学状态都不会改变元素的原子核，所以，放射性衰变的快慢与题目中叙述的几种因素无关．故D正确．
7．一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.8 g氡经过11.4天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是(B)
A．2 g，α粒子 B．7 g，α粒子
C．4 g，β粒子 D．6 g，β粒子
解析：8 g氡经过11.4天，即经过3个半衰期，所剩的氡为8·＝1 g，故衰变掉氡的质量为7 g；衰变成的过程放出的粒子质量数为4，电荷数为2，则此粒子是α粒子，选项B正确．
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8．(2014·全国卷)关于天然放射性，下列说法不正确的是(AD)
A．所有元素都有可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
解析：有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B正确；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；一个原子核在一次衰变中只能放出α、β和γ三种射线中的二种(α、γ射线或β、γ射线)，α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D错误．故选：A、D.
9．完成核反应方程：＋________．若衰变为的半衰期是1.2 min，则64 g ，经过6 min还有________g尚未衰变．
解析：根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒，反应后未知粒子的电荷数为－1，质量数为0，可判断为0－1e(负电子)．根据衰变规律，经过6 min，即经过＝5个半衰期，未衰变的还有64× ＝2 (g)．
答案： 2
10．2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映衰变过程，它们分别是____________和______________(填入正确选项前的字母). 原子核中的中子数分别是____________ 和__________．
解析：电荷数守恒、质量数守恒→质量数、电荷数、中子数；根据衰变过程电荷数守恒、质量数守恒，可知
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，所以能分别反映的衰变过程的是分别是B、C. 原子核中的中子数是131－53＝78，原子核中的中子数是137－55＝82.
答案： B C 78 82
11．测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻的质量，m0为t＝0时的质量．下面四幅图中能正确反映衰变规律的是C．(填选项前的字母)
解析： 本题以古生物进行年代测定为背景，考查原子核的衰变规律，明确衰变规律是指数函数．由公式m＝m0·并结合数学知识可知C答案正确．
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