题型三：磁场中的核衰变

题型三：磁场中的核衰变问题

1．天然放射现象 1896年法国人首先发现了铀的放射性现象。随后发现了有更强放射性的元素钋和镭。天然放射现象的发现，说明原子核是可分的。因为知道了三种射线的本质后，通过思考分析即能断定：α粒子的质量、电性与电量与原子核外电子大不相同；β射线中的电子能量远大于核外电子的能量；γ射线能量也大于核外层电子受激辐射的X射线能量。所以三种射线是由原子核发出的。

2．各种放射线的性质比较

种类	本质	质量（u）	电荷（e）	速度（c）	电离性	贯穿性
α射线	氦核	4	+2 扎哈罗夫	0.1	最强	最弱，纸能挡住
β射线	电子	1/1840	-1 安阳工学院学报	0.99	较强	较强，穿几mm铝板
γ射线	光子	0	0	1	最弱	最强，穿几cm铅版

任何情况下都不会只放出γ射线，γ射线只能伴随α或β射线放出。

三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：

如（1）、（2）图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；两图区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。（3）图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。

【例题1】如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有

A．打在图中A、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线

B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧

D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b

【例题2】如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的____射线对控制厚度起主要作用。当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调___一些。

1．核反应类型

（1）衰变：α衰变：（核内）；如：

β衰变：（核内）；如：

三氟乙酸+β衰变：（核内）；如：

γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

（2）人工转变：（1919年英国人卢瑟福发现质子的核反应）

（1932年英国人查德威克发现中子的核反应）

、（1934年居里夫妇人工制造放射性同位素）

（3）重核的裂变：

在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。

（4）轻核的聚变：（需要几百万度高温，所以又叫热核反应）

所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。）

1．如图所示，为静止的原子核在磁场中发生衰变后的轨迹，

半径之比为45:1，两带电粒子回旋运动的动能之比为117:2，求：

（1）两带电粒子的回旋周期之比；

（2）写出衰变方程。

2一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了

某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，有酒店点菜系统[ ]

Ａ．该原子核发生了衰变Ｂ．那个反冲核沿小圆作逆时针方向运动

Ｃ．原静止的原子核的原子序数为15 Ｄ．该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加

3.2008年 (全国I 理科综合)18.三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He）,则下面说法正确的是[ ]

A.X核比Z核多一个原子 B.X核比Z核少一个中子

C.X核的质量数比Z核质量数大3 D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍

4.08年（四川）15．下列说法正确的是[ ]

A．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转 B．β射线比α射线更容易使气体电离

C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变 D．核反应堆产生的能量来自轻核聚变

5. 08年（上海）6．在下列4个核反应方程中，x表示质子的是[ ]

（A）（B）（C）（D）

608年 (广东)2．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：.下列判断正确的是[ ]

A．是质子 B．是中子 C．X是的同位素 D．X是的同位素

7.08年（天津）15.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是[ ]
口腔蝇蛆病A.0.25g，α粒子　B.0.75g，α粒子 C.0.25g，β粒子　D.0.75g，β粒子

8 08年（宁夏）(1)（6分）天然放射性元素Pu经过次衰变和次衰变，最后变成铅的同位素。（填入铅的三种同位素Pb、Pb、Pb中的一种）

9江苏2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是[ ]

A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子

题型三：磁场中的核衰变问题

【例题1】AC。【例题2】α射线不能穿过3mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3mm厚的铝板，基本不受铝板厚度的影响。而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，即是β射线对控制厚度起主要作用。若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调节得大些。

1．（1）由两圆外切可知，此为衰变，且大圆1为粒子的轨迹，再由：

知，又因：故

由知：