α、β衰变规律的比较

山东  王昭娟

 

1、α衰变、β衰变规律对照表

衰变类型

α衰变

β衰变

衰变方程

衰变的实质

某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的氦核

是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子

特点

每发生一次α衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数减小2,质量数减少4

每发生一次β衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数增加1,质量数不变

衰变规律

电荷数守恒、质量数守恒

 

2、α衰变、β衰变次数确定的方法

1)基本依据:核反应中的电荷数守恒、质量数守恒。

2)方法:设放射性元素X经过m次α衰变和n次β衰变后,变成稳定的新元素Y,则表示该核反应的方程为,根据电荷数守恒、质量数守恒可列出方程

由以上式子可解得因而可以确定α衰变、β衰变次数,实质上是可以归结为求解一个二元一次方程组。

3、典型例题

1. (钍)经过一系列α和β衰变,变成(铅),下列说法正确的是(   

  A. 铅核比钍核少8个质子

  B. 铅核比钍核少16个中子

  C. 共经过4次α衰变和6次β衰变

  D. 共经过6次α衰变和4次β衰变

  解析:由原子核符号的意义,很容易判定AB正确。至于各种衰变的次数,由于β衰变不会引起质量数的减少,故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为(次)

再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判β衰变的次数y应满足所以(次),即D正确。答案ABD

 

2. 铀()经过α、β衰变形成稳定的铅(),问在这一变化过程中,共转变为质子的中子数是(   

  A. 6                     B. 14                     C. 22                    D. 32

  解析:衰变为,需经过8次α衰变和6次β衰变,每经过一次β衰变就会有一个中子转变为质子,同时放出一个电子,所以共有6个中子转化为质子。答案A

 

3. 如图所示,两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后,产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹,可能的是(   

  A. 原子核发生了α衰变

B. 原子核发生了β衰变

C. 原子核放出了一个正电子

D. 原子核放出了一个中子

解析:两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变,无外力作用,动量守恒,说明原子核发生衰变后,新核与放出的粒子速度方向相反,若是它们带相同性质的电荷,则它们所受的洛伦兹力方向相反,则轨道应是外切圆,若它们所带电荷性质不同,则它们的轨道应是内切圆。图示的轨迹说明放出了正电荷,所以可能是α衰变或放出了一个正电子,故AC正确。

本题仅仅只是判断衰变的种类,而没有判断轨迹是属于哪种粒子的。处于静止状态时的原子核发生的衰变,它们的动量大小相等,而新核的电量一般远大于粒子(α、β)的电量,又在同一磁场中,由洛伦兹力提供向心力,其运动的半径,此式的分子是相等的,分母中电量大的半径小,电量小的半径大。所以,一般情况下,半径小的是新核的轨迹,半径大的是粒子(α、β或正电子)的轨迹。