放射性衰变
- 有些原子核不稳定
- 这是因为原子核内的力不平衡
- 原子核中的粒子之间存在力
- 这通常是由于原子核有太多的质子或中子
- 碳14是同位素碳的不稳定
- 与稳定的碳-12相比,它多了两个中子
碳12是稳定的,而碳14是不稳定的。这是因为碳-14有两个额外的中子
- 有些同位素是不稳定的,因为它们体积大,或者中子太多或太少
- 不稳定原子核可以发出辐射变得更加稳定
- 辐射可以是高能粒子或波的形式
不稳定的原子核通过发射高能粒子或波而衰变
- 当辐射远离原子核时,它带走了一些能量
- 这降低了原子核的总能量
- 这使得原子核更多稳定的
- 发射辐射的过程叫做放射性衰变
- 放射性衰变是随机过程
- 这意味着不可能确切地知道一个特定的原子核何时会衰变
- 一个不稳定的原子核何时衰变是无法预测的
- 这是因为放射性衰变是随机过程,这意味着:
- 有一个等概率任何衰变的原子核
- 它无法被知晓下一个衰变的是哪个原子核
- 它无法被知晓一个特定的原子核在什么时候会衰变
- 衰变的速率是不受影响受周围环境影响
- 只能估计概率原子核在一定时间内的衰变
- 因此,辐射的发射为:
- 自发的
- 方向随机
工作的例子
下列哪个陈述是正确的不真的吗?
一个同位素可能不稳定,因为它们有太多或太少的中子
B从不稳定的原子核发射粒子或能量波的过程称为放射性衰变
C科学家可以预测原子核衰变的时间
D辐射指的是从衰变的原子核发出的粒子或波
答案:C
-
- 答案A是真实的。原子核中中子的数量决定了稳定性
- 答案B是真实的。这是对放射性衰变的恰当描述
- 答案D是真实的。辐射就是辐射。它不同于放射性粒子
- 答案C是不正确的
- 放射性衰变是一个随机过程
- 精确地预测一个特定的原子核何时衰变是不可能的
考试技巧
条款不稳定,随机而且衰变在这个话题中有非常特殊的意义。记得在回答问题时正确使用它们!
放射性衰变的类型
- 当一个不稳定的原子核衰变时,它会发出一种叫做核辐射
- 有不同类型的辐射可以释放:
- 阿尔法(α)粒子
- 贝塔(β-)粒子
- γ(γ)辐射
- 这些变化是自发的而且随机
阿尔法粒子
- 的符号是α
- 粒子和氦核是一样的
- 这是因为它们由两个中子和两个质子组成
- 粒子的电荷是+2
- 这意味着它们会受到电场的影响
β粒子
- 的符号是β-
- 粒子是快速移动的电子
- 当一个中子变成一个质子和一个电子时,它们就在原子核中产生
- 粒子的电荷是-1
- 这意味着它们会受到电场的影响
伽马射线
- 的符号是γ
- 伽马射线是电磁波
- 它们是各种电磁波中能量最高的
- 伽马射线不带电荷
α粒子、β粒子和伽马波可以从不稳定的原子核中发射出来
Alpha, Beta和Gamma发射
- α、β和γ辐射可以通过核的发射来识别,通过回忆它们:
- 性质(它们是什么类型的粒子或辐射)
- 它们的相对电离效应(它们是多么容易电离其他原子)
- 他们相对的穿透能力(他们在完全停止之前能走多远)
- Alpha, Beta和Gamma的属性在这个表中给出,然后在下面更详细地描述
核辐射的不同性质
- 该表的趋势如下:
- 范围增大
- 穿透力增加
- 电离作用降低
穿透能力
- 和有不同的性质
- 他们穿透不同方式的材料
- 这意味着它们被不同的材料阻挡
α, β和γ穿透物质的方式不同。Alpha的穿透力最小,而gamma的穿透力最强
- Alpha被停止纸,而β和γ穿过它
- 贝塔被几毫米厚的铝挡住了
- 可以穿过铝
- 伽马射线只有部分被厚阻挡引领
工作的例子
一个学生身上有未知的放射源。他们正在努力研究辐射的类型:
一个阿尔法粒子
Bβ粒子
C伽马射线
D中子
他们使用盖革-穆勒管,当源放在不同的材料后面时,测量计数率。他们的结果如下表所示:
源发出的是哪种类型的辐射?
答:B
-
- 答案是不是一个因为辐射穿过纸张时几乎没有变化
- 这意味着不α
- 答案是不是C或D因为铝显著降低了计数率
- 这意味着不γ (γ能穿透铝)
- 这也意味着它是不中子(中子可以穿透铝,但是你在GCSE考试中不需要知道这个)
- 因此,源必须是β粒子
- 答案是不是一个因为辐射穿过纸张时几乎没有变化
考试技巧
记住粒子的类型,alpha, beta和gamma辐射的穿透力和电离力对你的考试非常重要!通常,考试题目会给出一些线索,你必须根据这些线索来选择哪种辐射。