《江苏省高中物理选修35学案：19.4放射性的应用与防护.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省高中物理选修35学案：19.4放射性的应用与防护.pdf（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1页 共6页 19 4 放射性的应用与防护 学习目标 1 知道什么是核反应 会写出人工转变方程 2 知道什么是放射性同位素 人造和天然放射性物质的主要不 同点 3 了解放射性在生产和科学领域的应用 4 知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害 了解防 范放射线的措施 建立防范意识 重 难点 人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律 学习过程 知识点 1 核反应 前面已经学习了核反应的一种形式 衰变 衰变是原子核的自发变化 科学家更希望人工 控制原子核的变化 本节课我们要学习核反应 的另一种形式 人工转变以及人工转变产生的 放射性同位素的应用和核辐射的防护 卢瑟福在实验中发现 往容器
2、 中通入氮气后 在荧光屏 上 出现了闪光 这表明 有一种新的能量比 粒子大的粒子穿过铝箔 撞击在 屏上 这种粒子肯定是在 粒子击中某个氮核而使该核发生 变化时放出的 这样 卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变 人 类第一次打开了原子核的大门 为了认定新粒子 把新粒子引进电场和磁场 测出了它的质量 和电量 确认与氢核相同 带有一个单位的正电量 质量是电子质量 的 1800 多倍 卢瑟福把它叫做质子 质子的符号是H 或 P 用 粒子 质子 中子等去轰击其它元素的原子核 也都产生 类似的转变 并产生质子 说明质子是各种原子核里都有的成分 质 子是人类继电子 光子后发现的第三个基本粒子 卢瑟福发现质子
3、的方程 核反应 第2页 共6页 注意 核反应中质量数与电荷数守恒 核反应是原子核的变化 化学反应是核外电子的变化 查德威克用粒子轰击铍发现了中子 知识点 2 人工放射性同位素 1934 年 约里奥 居里和伊丽芙 居里发现经过 粒子轰击的铝片中 含有放射性磷 反应生成物P 30 15 是磷的一种同位素 自然界没有天然 的P 30 15 它是通过核反应生成的人工放射性同位素 1 放射性同位素 有些同位素具有放射性 叫做放射性同位素 放射性同位素有天然和人造两种 它们的化学性质相同 2 人工放射性同位素 AlHeP 3 人工放射性同位素的优点 4 凡是用到射线时 都用人造放射性同位素 知识点 3 放
4、射性同位素的应用与防护 1 利用射线 A 由于 射线 可以用来 射线检查金属内部 有没有砂眼或裂纹 所用的设备叫 射线探伤仪 B 利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系 来检查各种产品 的厚度和密封容器中液体的高度等 从而实现自动控制 C 利用射线使空气电离而把空气变成导电气体 以消除化纤 纺 织品上的静电 D 利用射线照射植物 引起植物变异而培育良种 也可以利用它 杀菌 治病等 2 作为示踪原子 用于工业 农业及生物研究等 棉花在结桃 开花的时候需要较多的磷肥 把磷肥喷在棉花 叶子上 磷肥也能被吸收 但是 什么时候的吸收率最高 磷在 作物体内能存留多长时间 磷在作物体内的分布情况等 用通常
5、的方法很难研究 如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶 面上 然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强 第3页 共6页 度 上面的问题就很容易解决 人体甲状腺的工作需要碘 碘被吸收后会聚集在甲状腺 内 给人注射碘的放射性同位素碘131 然后定时用探测器测量 甲状腺及邻近组织的放射强度 有助于诊断甲状腺的器质性和功 能性疾病 3 辐射与安全 原子弹爆炸 核电站泄露会产生严重的污染 在利用放射性同位 素给病人做 放疗 时 如果放射性的剂量过大 皮肤和肉就会溃烂不 愈 导致病人因放射性损害而死去 有些矿石中含有过量的放射性物 质 如果不注意也会对人体造成巨大的危害 通过看书与上网查找资料
6、了解放射性辐射的用处以及危害 只 要控制好辐射量 我们就可以利用它的射线 知道身边的一些放射性 物质 以及如何防护一些有害的放射性物质 巩固练习 1 下列核反应或核衰变方程中 符号 X 表示中子的是 A 9 4Be 42He 12 6C X B 14 7N 42He 17 8O X C 204 80Hg 1 0n 202 78Pt 211H X D 239 92U 239 93Np X 2 一质子束入射到静止靶核 27 13Al 上 产生如下核反应 P 27 13Al X n 式中 P 代表质子 n 代表中子 X 代表核反应产 生的新核 由反应式可知 新核X 的质子数为 中子数 为 3 用人工
7、方法得到放射性同位素 这是一个很重要的发现 天然的 放射性同位素只不过40 多种 而今天人工制造的放射性同位素已 达 1 000 多种 每种元素都有放射性同位素 放射性同位素在工 业 农业 医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用 1 带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失 其原因是 A 射线的贯穿作用B 射线的电离作用 C 射线的物理 化学作用D 以上三个选项都不是 第4页 共6页 2 图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图 如果工 厂生产的是厚度为1 毫米的铝板 在 三种射线中 你认 为 对 铝 板 的 厚 度 控 制 起 主 要 作 用 的 是 射线 3 在我国首先用人工方
8、法合成牛胰岛素时 需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然 牛胰岛素的结晶是同一种物质 为此曾采用放射性同位素 14C 做 4 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B 电离作用 C 催化作用D 贯穿作用 5 有关放射性同位素 30 15P的下列说法 正确的是 A 30 15P与3014X 互为同位素 B 30 15P与其同位素有相同的化学性质 C 用 30 15P 制成化合物后它的半衰期变长 D 含有 30 15P 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 6 近
9、几年 我国北京 上海 山东 洛阳 广州等地引进了十多台 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 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 刀被誉为 神刀 据报 道 我国自己研究的旋式 刀性能更好 将进入各大医院为患者 服务 刀治疗脑肿瘤主要是利用 A 射线具有很强的贯穿本领 B 射线具有很强的电离作用 C 射线具有很高的能量 D 射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地 7 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 第5页 共6页 岗岩等岩石会释放出放
10、射性惰性气体氡 而氡会发生放射性衰变 放出 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 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 射线一般伴随着 或 射线产生 在这三种射线中 射线 的穿透能力最强 电离能力也最强 D 发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少了4 8 在下列四个核反应方程中 X1 X2 X3和 X4各代表某种粒子 3 1H X1 42He 10n 14 7N 4 2He 17 8O X2 9 4Be
11、4 2He 12 6C X3 2412Mg 42He 2713Al X4 则以下判断中正确的是 A X1是质子B X2是中子 C X3是电子D X4是质子 9 用中子轰击氧原子核的核反应方程式为 16 8O 10n a7N 0bX 对式中 X a 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 10 一个质子以 1 0 10 7 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
12、的是 A 核反应方程为 27 13Al 11H 2814Si B 核反应方程为 27 13Al 1 0n 28 14Si C 硅原子核速度的数量级为107m 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105m s 方向跟质子的初速度方向 第6页 共6页 一致 11 放射性元素 210 84Po 衰变为 206 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 9F 可得到质量数为 22的氖 Ne 元素和另一种粒子 此核反应过程的方程是 12 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 60 27Co 的衰变来验证 其核反应方程
13、是 60 27Co A ZNi 0 1e e 其中 e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 A ZNi 的质量数 A 是 核 电荷数 Z 是 2 在衰变前 60 27Co 核静止 根据云室照片可以看出 衰变产物Ni 和 0 1e的运动径迹不在一条直线上 如果认为衰变产物只有Ni 和 0 1 e 那么衰变过程将违背 守恒定律 3 60 27Co 是典型的 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 射线处理作物后主要
14、引起 从而产生可遗传 的变异 13 1934 年 约里奥 居里夫妇在用 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 放射源以后 铝箔虽不再发射中 子 但仍然继续发射正电子 而且这种放射性也有一定的半衰 期 原来 铝箔被 粒子击中后发生了如下反应 27 13Al 42He 3015 P 1 0n 这里的 30 15P 就是一种人工放射性同位素 正电子就是它衰 变过程中放射出来的 1 写出放射性同位素 30 15P 放出正电子的核反应方程 2 放射性同位素 30 15P放出正电子的衰变称为正 衰变 我们知道原 子核内只有中子和质子 那么正 衰变中的正电子从何而来
