要點一、原子核的組成
1．天然放射現象——貝克勒爾的發(fā)現
1896年，法國物理學家貝克勒爾發(fā)現，鈾和含鈾的礦物能發(fā)出一種看不見的射線，這種射線能穿透黑紙而使照相底片感光．這種元素白發(fā)地放出射線的現象叫天然放射現象。
物質發(fā)射看不見的射線的性質稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素．研究發(fā)現，自然界中原子序數大于或等于
的所有元素，都能、自發(fā)地放出射線；原子序數小于
的元素，有的也具有放射性．后來居里夫人發(fā)現了兩種放射性很強的元素——釙和鐳．雖然具有天然放射性的元素的種類很多。但它們在地球上的含量很少．
2．對放射線的研究
（1）研究方法：讓放射線通過電場或磁場來研究其性質．
把樣品放在鉛塊的窄孔中，在孔的對面放著照相底片，在沒有電場和磁場時，發(fā)現在底片上正對孔的位置感光了．若在鉛塊和底片之間放一對電極或加上磁場，使電場方向或磁場方向跟射線方向垂直，結果在底片上有三個地方感光了，說明在電場或磁場作用下，射線分為三束，表明這些射線中有的帶電，有的不帶電，如圖甲和乙所示
從感光位置知道，帶正電的射線偏轉較小，這種射線叫
射線；帶負電的射線偏轉較大，這種射線叫射線；不偏轉的射線叫射線．
（2）各種射線的性質、特征
①射線：盧瑟福經研究發(fā)現，
射線粒子帶有兩個單位正電荷，質量數為4，即粒子是氦核，速度約是光速的，有較大的動能．
特征：貫穿本領小，電離作用強，能使沿途中的空氣電離．
②射線：貝克勒爾證實，射線是電子流，其速度可達光速的
特征：貫穿本領大，能穿透黑紙，甚至穿透幾毫米厚的鋁板，但電離作用較弱．
③射線是一種波長很短的電磁波——光子流，是能量很高的電磁波，波長
特征：貫穿本領最強，能穿透幾厘米厚的鉛板．電離作用最弱．
3．天然放射現象的意義
天然放射現象說明原子核是有內部結構的．元素的放射性不受單質和化合物存在形式的影響．化學反應決定于核外的電子，能量有限，不可能放出
粒子，也不可能放出高速的電子和
光子來，因此三種射線只能是從原子核內放出的．說明原子核是有復雜結構的．
4．原子核的組成
盧瑟福建立了原子的核式結構模型，知道核外有帶負電的電子，原子核內有帶正電的物質，那么，原子核內的構成又是怎樣的呢？
（1）質子的發(fā)現．
1919年，盧瑟福又用粒子轟擊氮核，結果從氮核中打出了一種粒子，并測定了它的電荷與質量，知道它是氫原子核，把它叫做質子．符號或．以后又從氟、鈉、鋁等原子核中打出了質子，所以斷定質子是原子核的組成部分．
一開始，人們以為原子核只是由質子組成的．但是，這不能正確地解釋原子核的質量和原子核所帶的電荷量．如果原子核只是由質子組成的，那么，某種原子核的質量跟質子質量之比，應該等于這種原子核的電荷跟質子電荷之比．實際上，絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷跟質子電荷之比
（2）中子的發(fā)現．
盧瑟福發(fā)現質子后，預言核內還有一種不帶電的粒子，并給這種還未“出生”的粒子起了一個名字叫“中子”．盧瑟福的預言十年后就變成了現實，他的學生查德威克用實驗證明了原子核內含有中子，中子的質量非常接近于質子的質量（用粒子轟擊鈹原子核實驗）．
（3）原子核的組成．
原子核是由質子和中子組成的，質子和中子統稱核子．原子核所帶電荷都是質子電荷的整數倍，用Z表示，叫做原子核的質子數，或叫核電荷數．原子核的質量是核內質子和中子質量的總和．由于質子和中子質量幾乎相等，所以原子核的質量近似等于核子質量的整數倍，用這個整數代表原子核的質量，叫做原子核的質量數
5．同位素
原子核內的質子數決定了元素的化學性質，同種元素的原子質子數相同，核外電子數也相同，所以有相同的化學性質，但它們的中子數可以不同．
定義：具有相同質子數、不同中子數的原子互稱同位素．
例如氫的三種同位素：氕（）、氘（）、氚（）．
要點二、放射性元素的衰變
1．原子核的衰變
天然放射現象說明原子核具有復雜的結構．原子核放出粒子或粒子，并不表明原子核內有
粒子或粒子（粒子是電子流，而原子核內不可能有電子存在），放出后“就變成新的原子核”，這種變化稱為原子核的衰變．
（1）衰變規(guī)律：原子核衰變時，前后的電荷數和質量數都守恒．
（2）衰變方程：
（3）兩個重要的衰變：
①核反應中遵循質量數守恒而不是質量守恒，核反應過程中反應前后的總質量一般會發(fā)生變化（質量虧損）而釋放出核能．
②當放射性物質發(fā)生連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變．同時伴隨著輻射．
（4）粒子和粒子衰變的實質
要點詮釋：在放射性元素的原子核中，
個中子和
個質子結合得比較緊密，有時會作為一個整體從較大的原子核中拋射出來，這就是放射性元素發(fā)生的儀衰變現象．原子核里雖然沒有電子，但是核內的中子可以轉化成質子和電子，產生的電子從核內發(fā)射出來，這就是
衰變．
粒子實質就是氦核，它是由兩個質子和兩個中子組成的．當發(fā)生
衰變時，原子核中的質子數減，中子數也減，因此新原子核的核電荷數比未發(fā)生衰變時的原子核的核電荷數少，為此在元素周期表中的位置向前移動兩位．
衰變是原子核中的一個中子轉化成一個電子，即粒子放射出去，同時還生成一個質子留在核內，使核電荷數增加．但衰變不改變原子核的質量數，所以發(fā)生衰變后，新原子核比原來的原子核在周期表中的位置向后移動一位．
射線是在發(fā)生或衰變過程中伴隨而生，且粒子是不帶電的粒子，因此射線并不影響原子核的核電荷數，故射線不會改變元素在周期表中的位置．但射線是伴隨或衰變而生，它并不能獨立發(fā)生，所以，只要有射線必有衰變或衰變發(fā)生．因此從整個衰變過程來看，元素在周期表中的位置可能要發(fā)生改變．
2．半衰期
放射性元素具有一定的衰變速率，例如氡經衰變后變成釙，發(fā)現經過天后，有一半氡發(fā)生了衰變，再經過天后，只剩下四分之一的氡，再經天后，剩下的氡為原來的八分之一；鐳
變?yōu)殡钡陌胨テ谑悄辏煌氐陌胨テ谑遣灰粯拥模?/p>
要點詮釋：（1）定義：放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需的時間叫這種元素的半衰期．半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量；不同的放射性元素，其半衰期不同，有的差別很大．
（2）公式：用表示半衰期，與表示衰變前的質量和原子核數，
（3）影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內部的因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)（如溫度、壓強）或化學狀態(tài)（如單質、化合物）無關．
（4）規(guī)律理解：半衰期是個統計概念，只對大量原子核有意義，對少數原子核是沒有意義的．某一個原子核何時發(fā)生衰變，是不可知的．若樣品中有四個原子核，它們的半衰期為
天，
天后是否有兩個原子核發(fā)生了衰變是無法確定的．
3．核反應方程的配平及
衰變次數的確定方法
（1）核反應方程中有兩個守恒規(guī)律：質量數守恒，電荷數守恒．
（2）確定衰變次數的原理是兩個守恒規(guī)律．
由此可見確定衰變次數可歸結為解一個二元一次方程組．
（3）技巧上，為了確定衰變次數，一般是由質量數的改變先確定儀衰變的次數，這是因為
衰變的次數的多少對質量數沒有影響，然后再根據衰變規(guī)律確定
衰變的次數．
（4）幾點說明：①核反應過程一般都不是可逆的，所以核反應方程式只能用單向箭頭表示反應方向，不能用等號連接．
②核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能憑空只依據兩個守恒杜撰出生成物來寫核反應方程．
③核反應中遵循質量數守恒而不是質量守恒，核反應過程中反應前后的總質量一般會發(fā)生變化（質量虧損）而釋放出核能．
④當放射性物質發(fā)生連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時伴隨著輻射．
要點三、探測射線的方法
1．威耳遜云室
（1）構造：主要部分是一個塑料或玻璃制成的容器，它的下部是一個可以上下移動的活塞，上蓋是透明的，可以通過它來觀察和拍攝粒子運動的徑跡，云室里面有干凈的空氣．如圖所示
（2）原理：把一小塊放射性物質（放射源）放在室內側壁附近（或放在室外，讓放射線從窗口射入），先往云室里加少量的酒精，使室內充滿酒精的飽和蒸氣，然后使活塞迅速向下運動，室內氣體由于迅速膨脹，溫度降低，酒精蒸氣達到過飽和狀態(tài)．這時如果有射線粒子從室內氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心，凝結成霧滴，這些霧滴沿射線經過的路線排列，于是就顯示出了射線的徑跡．這種云室是英國物理學家威耳遜于1912年發(fā)明的，故叫威耳遜云室．
（3）放射線在云室中的徑跡．
①粒子的質量比較大，在氣體中飛行時不易改變方向．由于它的電離本領大，沿途產生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗．
②β粒子的質量小，跟氣體分子碰撞時容易改變方向，并且電離本領小，沿途產生的離子少，所以它在云室中的徑跡比較細，而且常常彎曲．
③γ粒子的電離本領很小，在云室中一般看不到它的徑跡．
④根據徑跡的長短和粗細，可以知道粒子的性質；把云室放在磁場中，從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向，還可以知道粒子所帶電荷的正負．
2．氣泡室
氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液體（如液態(tài)氫）．控制氣泡室內液體的溫度和壓強，使室內溫度略低于液體的沸點．當氣泡室內壓強突然降低時，液體的沸點變低，因此液體過熱，在通過室內射線粒子周圍就有氣泡形成，從而顯示射線徑跡．
3．蓋革—米勒計數器
（1）構造：主要部分是蓋革管，外面是一根玻璃管，里面是一個接在電源負極的導電圓筒，筒的中間有一條接正極的金屬絲．管中裝有低壓的惰性氣體和少量的酒精蒸氣或溴蒸氣，如圖所示
（2）原理：在金屬絲和圓筒兩極間加上一定的電壓，這個電壓稍低于管內氣體的電離電壓．當某種射線粒子進入管內時，它使管內的氣體電離，產生電子……這樣，一個射線粒子進人管中后可以產生大量電子，這些電子到達陽極，陽離子到達陰極，在外電路中產生了一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數記錄下來．
（3）優(yōu)缺點．
優(yōu)點：放大倍數很大，非常靈敏，用它來檢測放射性是很方便的．
缺點：它對于不同的射線產生的脈沖現象相同，因此只能用來計數，而不能區(qū)分射線的種類．如果同時有大量粒子，或兩個粒子射來的時間間隔很短（少于）時，也不能計數．
4．乳膠照相
放射線能夠使照相底片感光．放射線中的粒子經過照相底片上的乳膠時，使乳膠中的溴化銀分解，經顯影后，就有一連串的黑點示出粒子的徑跡．
要點四、放射性的應用與防護
1．人工放射性同位素
1932年，約里奧·居里和瑪麗·居里用
粒子轟擊鈹、鋁、硼等元素，發(fā)現了前所未見的穿透性強的輻射，后經查德威克的研究，確定為中子流．1934年，他們用
粒子轟擊鋁、硼時，除探測到預料中的中子外，還探測到了正電子．
正電子是科學家在1923年發(fā)現的，它帶一個單位正電荷，質量跟電子質量相同．
若拿走
粒子放射源，鋁箔不再發(fā)射中子，但仍不斷地發(fā)射正電子，而且這種放射性跟天然放射性具有相同的性質和規(guī)律，也有半衰期．
經進一步研究發(fā)現：鋁核被
粒子擊中后發(fā)生了如下一系列核變化．
這一反應生成的磷
是磷的一種同位素，具有放射性，它像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，它衰變時放出正電子，衰變方程如下：
這種具有放射性的同位素叫放射性同位素，這是人類第一次得到的人工放射性物質，由于這一重大發(fā)現，約里奧·居里夫婦于1935年獲諾貝爾獎．
后來人們用質子、氘核、中子、
射線等轟擊原子核，也得到了放射性同位素．天然存在的放射性元素只有四十多種，但用人工方法得到的放射性同位素有一千多種，因而使放射性同位素具有廣泛的應用．
2．放射性同位素的應用
（1）利用它放射出的射線．
①利用
射線的貫穿本領．利用鈷
放出的很強的
射線來檢查金屬內部有沒有砂眼和裂紋，這叫
射線探傷．利用
射線可以檢查
厚的鋼鐵部件．利用放射線的貫穿本領，可用來檢查各種產品的厚度、密封容器中的液面高度等，從而自動控制生產過程．
②利用射線的電離作用．放射線能使空氣電離，從而可以消除靜電積累，防止靜電產生的危害．
③利用
射線對生物組織的物理、化學效應使種子發(fā)生變異，培育優(yōu)良品種．
④利用放射線的能量，轟擊原子核實現原子核的人工轉變．
⑤在醫(yī)療上，常用以控制病變組織的擴大．
（2）作為示蹤原子．
把放射性同位素的原子摻到其他物質中去，讓它們一起運動、遷移，再用放射性探測儀器進行追蹤，就可知道放射性原子通過什么路徑，運動到哪里了，是怎樣分布的．我們把用作這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子．示蹤原子有極為廣泛的應用：
①在工業(yè)上可用示蹤原子檢查地下輸油管道的漏油情況．
②在農業(yè)生產中，可用示蹤原子確定植物在生長過程中所需的肥料和合適的施肥時間．
③在醫(yī)學上，可用示蹤原子幫助確定腫瘤的部位和范圍．
④在生物科學研究方面，放射性同位素示蹤法在生物化學和分子生物學領域應用極為廣泛，它為揭示體內和細胞內理化過程的秘密，闡明了生命活動的物質基礎起了極其重要的作用．使生物化學從靜態(tài)進入動態(tài)，從細胞水平進入分子水平，闡明了一系列重大問題，如遺傳密碼、細胞膜受體、
逆轉錄等，使人類對生命基本現象的認識開辟了一條新的途徑．
例如：在給農作物施肥時，在肥料里放一些放射性同位素，這樣可以知道農作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料．利用示蹤原子還可以檢查輸油管道上的漏油位置，在生物學研究方面，同位素示蹤技術也起著十分重要的作用．
3．放射性的污染和防護
放射線在我們的生活中無處不在．在合理應用放射性的同時，又要警惕它的危害，進行必要的防護．過量的放射性會對環(huán)境造成污染，對人類和自然產生破壞作用．圖示是世界通用的輻射警示標志．
（1）放射性污染．
過量的放射性會對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產生破壞作用．幾件需要記住的放射性污染是：
①1945年美國向日本的廣島和長崎投了兩枚原子彈，當日炸死了十多萬人，另有無數的平民受到輻射后患有各種疾病，使無辜的平民痛不欲生．
②1987年前蘇聯切爾諾貝利核電站的泄露造成了大量人員的傷亡，至今大片領土仍是生物活動的禁區(qū)．
③美國在近幾年的兩次地區(qū)沖突（海灣地區(qū)、科索沃地區(qū)）中大量使用了含有放射性的貧鈾彈，使許多人患有莫名其妙的疾?。?/p>
（2）放射性的危害與防護．
危害
核爆炸
核爆炸的最初幾秒鐘放射出來的主要是強烈的
射線和中子流，這些射線具有很強的穿透能力，對人體和其他生物有很強的殺傷作用
核泄漏
核工業(yè)生產和核科學研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏就會造成嚴重污染
醫(yī)療照射
醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導致病人受到損害，甚至造成病人的死亡
防護
密封防護
把放射源密封在特殊的包殼里，或用特殊方法覆蓋，以防止放射線泄漏
距離防護
距放射源越遠，人體吸收的劑量就越少，受到的危害就越輕
時間防護
盡量減少受輻射時間
屏蔽防護
在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護作用
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