第四章 第三节 放射性同位素

第三节 放射性同位素

(时间：60分钟)

题组一 放射性同位素的应用

1．(双选)关于放射性同位素，以下说法正确的是

( )

A．放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样 B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素

C．放射性同位素只能是天然衰变时产生，不能用人工方法制得 D．以上说法均不对 答案 AB

解析 放射性同位素可用人工的方法获得，它与放射性元素具有相同的衰变规律，故A、B对，C、D错．

2．(单选)医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是 A．示踪原子 C．催化作用 答案 A

解析 用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故选项A正确． 3．(双选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是

30

A.3015P与14X互为同位素

( )

B．电离作用 D．贯穿作用

( )

B.3015P与其同位素有相同的化学性质 C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长

D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响 答案 BD

解析 同位素有相同的质子数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，即选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷

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的踪迹，所以选项D正确．

4．(双选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半个小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研究的旋式γ刀性能更好，将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用 A．γ射线具有很强的贯穿本领 B．γ射线具有很强的电离作用 C．γ射线具有很高的能量

D．γ射线能很容易地绕过障碍物到达目的地 答案 AC

5．(单选)目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是

( )

( )

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强

D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4 答案 B

解析 半衰期是对大量原子核的统计规律，A项错误；β衰变是核内中子转化来的，B项正确；γ射线的电离作用弱，C错误；对α衰变，质量数减少4，中子数减少2，D错误． 题组二 核反应方程

6．(单选)在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子

31144①1H＋X1―→4→172He＋0n ② 7N＋2He― 8O＋X2 9244③4Be＋4→12→272He― 6C＋X3 ④12Mg＋2He―13Al＋X4

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则以下判断中正确的是 A．X1是质子 C．X3是电子 答案 D

( )

B．X2是中子 D．X4是质子

21

解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为1H，A错；X2为1H，B错；1X3为0n，C错；X4为11H，D对．

1a07．(单选)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16对式中X、a、 8O＋0n→7N＋bX，

b的判断正确的是 ( )

A．X代表中子，a＝17，b＝1 B．X代表电子，a＝17，b＝－1 C．X代表正电子，a＝17，b＝1 D．X代表质子，a＝17，b＝1 答案 C

解析 根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示为 0＋1e，为正电子，故C项正确，A、B、D三项错误．

8．(双选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是

1

A．核反应方程为27→2813Al＋1H―14Si 1B．核反应方程为27→2813Al＋0n―14Si

( )

C．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致 D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致 答案 AD

解析 由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确、B选项错误；由动量守恒定律求得硅原子核速度的数量级为105 m/s，即D选项正确．

2069．(2013·上海，21)放射性元素210 84Po衰变为 82Pb，此衰变过程的核反应方程是

________；用此衰变过程中发出的射线轰击19可得到质量数为22的氖(Ne) 9F，元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________． 答案

2104

→206 84Po― 82Pb＋2He

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4191

→222He＋ 9F―10Ne＋1H

4

解析 根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是210→206 84Po― 82Pb＋2He.用α射

线轰击19 9F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的

41方程是：2He＋19→22 9F―10Ne＋1H.

题组三 综合应用

10．在磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，如图所示能近似反映正电子和Si核轨迹的是

( )

答案 B

解析 把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的方向跟Si核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C、D可排除．因为洛v2mv

伦兹力提供向心力，即qvB＝mr.所以做匀速圆周运动的半径为r＝qB.衰变时，放出的正电子与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周reqSi14

运动的半径与它们的电荷量成反比，即r＝q＝1.可见正电子运动的圆半径

Sie较大．

11．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co

0

的衰变来验证，其核反应方程是60→A27Co―ZNi＋－1e＋ν

－

－

e.其中νe是反中微子，

它的电荷量为零，静止质量可认为是零．

(1)在上述衰变方程中，衰变产物AZNi的质量数A是________，核电荷数Z是________．

0(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和－1e的运动

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0

径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和－那么衰变过程将违背1e，

________守恒定律．

(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异． 答案 (1)60 28 (2)动量 (3)基因突变

060解析 (1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：→6027Co―28Ni＋－1e＋ν－

e，由此得出两空分别为60和28.

(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni

0 0和－1e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和－1e，就一定

会违背动量守恒守律．

(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种． 12．1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子．正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子．更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性

274也有一定的半衰期．原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：13Al＋2He―1→30这里的30正电子就是它衰变过程中15P＋0n，15P就是一种人工放射性同位素，

放射出来的．

(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程；

(2)放射性同位素30我们知道原子核内只有15P放出正电子的衰变称为正β衰变，中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？

0答案 (1)30→3015P―14Si＋＋1e

(2)正电子是原子核内的一个质子转化成一个中子放出的．

0解析 (1)核反应方程为30→3015P―14Si＋＋1e

(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核

1内的一个质子转化成一个中子，同时放出正电子，核反应方程为1H―→10n＋ 0＋1e

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