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1、第十九章 原子核,第三节 探测射线的方法,1、使气体或液体电离以这些离子为核心，过饱和蒸汽会产生雾滴，过热液体会产生气泡.,虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在，例如：,探测射线的方法,2、使照相底片感光,虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在，例如：,探测射线的方法,3、使荧光物质产生荧光,虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在，例如：,探测射线的方法,威耳逊云室,构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气。,实验：加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。如果有粒子在室内气体中飞过，过饱和蒸汽会以粒子
2、为核心凝成雾滴，显示射线轨迹。,观察射线在云室中的径迹,a 射线在云室中的径迹： 原因：a 粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿途产生的离子多。,射线在云室中的径迹： 原因： 粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少。 粒子电离能力很弱，云室中一般看不到它的径迹。,直而清晰,比较细，且常常弯曲,气泡室的原理同云室类似。气泡室里装的是液体射线使液体分子电离，过热液体以离子为核心形成气泡，显示运动轨迹。,气泡室,通过照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况。,带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了洛伦兹力,粒子通过气泡室时的照片,气泡室利用了射线的电离本领
3、。,盖革米勒计数器,计数器的主要部分是计数管。它的外面是玻璃管，里面有一个接负极的导电圆筒(或在玻璃管上镀导电膜代替)，筒的中间有一条接正极的金属丝。管内充有低压的惰性气体，如氩、氖等，以及少量酒精蒸气或溴蒸气。管内压强约为10-20kPa。两极间电压约100V，稍低于管内气体的电离电压.,原理：射线粒子进入管中，使管中气体电离，产生的电子在电场中加速，撞击气体分子，又使气体分子电离这样，一个粒子进入管中，在电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器将放电次数记录下来。,盖革米勒计数器利用了射线的电离本领。,优点 ：灵敏度高。 检测方便。,缺点 ：不能区分射线的种类。如果同时有大量粒子，或两个粒子射
4、来的时间间隔小于200s,计数器不能区分。,德国物理学家盖革与米勒在1928年合作研制出的计数器，又叫G-M计数器。,总结 威耳逊云室中所见与气泡室中所见，均为射线的径迹，而非射线本身 盖革-米勒计数器，只能对粒子进行计数,第十九章 原子核,第四节 放射性的应用与防护,1919年，卢瑟福在实验中发现，向放有粒子源的容器中通入氮气后，在荧光屏上出现了闪光，这表明，有一种新的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。,材料质子的发现,19.4 放射性的应用与防护,为了认定新
5、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 p,材料质子的发现,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。,1、卢瑟福用粒子轰击氮核，生成质子和氧17.第一次实现了原子核的人工转变。,一、核反应,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。,3、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。在核反应中，质量数和电荷数都守恒。,2、查德威克用粒子轰击
6、铍核发现中子 n：,1934年，约里奥居里和伊丽芙居里在用粒子轰击铝箔时，除探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相同，所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷，更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期原来，铝核被粒子击中后发生了下面的反应：,二、人工放射性同位素,材料,1934年，约里奥居里夫妇 发现粒子轰击的铝片中含有放射性磷 ：,反应生成物 P 是磷的一种同位素，自然界没有天然的 ，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。,有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.,二、人工放射性同位素,1、放射性同位素,用人工方法得
7、到放射性同位素，这是一个很重要的发现后来人们用质子、氘核、中子和光子轰击原子核，也得到了放射性同位素天然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工的方法制造的放射性同位素有一千多种，使每种元素都有了自己的放射性同位素。同位素的核电荷数相同，所以化学性质相同。放射性同位素有着广泛的用途。,三个著名的人工核转变：,1、质子的发现方程（原子核的第一次人工转变）,2、中子的发现方程,3、放射性性同位素的发现方程,与天然的放射性物质相比，人工放射性同位素有以下特点：,1、放射强度容易控制 2、可以制成各种需要的形状 3、半衰期更短 4、放射性废料容易处理,1、利用射线检测厚度和高度,利用射线的穿透本领与物质
8、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,三、放射性同位素的应用 (1)利用射线,2、射线探伤仪,钴60,3、利用钴60的射线治疗癌症（放疗）,射线对癌细胞的破坏比对健康细胞的更快。,4、食物保鲜 射线可以杀死使食物腐败的细菌，抑制发芽，生长，延长保存期,被不同剂量射线照射后的马铃薯8个月后的 情况，左上方的马铃薯没经过射线照射，右下 方的被射线照射的剂量最大，左下方保存最好的 马铃薯被射线照射的剂量适中。,4、食物保鲜 射线可以杀死使食物腐败的细菌，抑制发芽，生长，延长保存期,“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处理棉花杂交的后
9、代育成的,5、培育优良的品种 射线照射种子，会使种子变异，从而筛选出优良的品种,粮食保存,食品保鲜,棉花育种,棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，但是，棉花什么时候对磷的吸收率最高，磷在作物里能存多长时间，磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究我们可以利用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，被植物吸收，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决,（2）作为示踪原子： 工业、农业及生物研究,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
10、疾病(诊断器质性和功能性疾病),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。 过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用,四、辐射与安全,4、辐射与安全 人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素。体检时还会做X射线透射，这更
11、是剂量比较大的照射。不过这些辐射的强度都在安全剂量之内，对我们没有伤害。,20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性,遭原子弹轰炸的广岛,贫铀弹,放射性的防护 1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄. 2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里. 3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源.,放射性物质标志,铀,辐射源的存放,检测辐射装置,辐射检测系统,全身污染检测仪,为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：,操作放射性物质的设备,在防护状态下操作放射性物质,例1：指出下列核反应中的错误并更正：,1、下列关于放射线的说法中不正确的是( )
12、 A、放射线可以用来进行工业探伤 B、放射线可以使细胞发生变异 C、放射同位素可以用来做示踪原子 D、放射线对人体无害,D,2、在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（ ）,A、该核发生的是衰变 B、该核发生的是衰变 C、磁场方向一定垂直于纸面向里 D、不能判定磁场方向向里还是向外,a,b,BD, ,3、静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为441，如图，则（ ）,A、粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反 B、原来放射性元素的原子核电荷数为
13、90 C、反冲核的核电荷数为88 D、粒子与反冲核的速度之比为188,R1,R2,ABC,关于半衰期，以下说法正确的是： A同种放射性元素在化合物中的半衰期比 单质中长。 B升高温度可以使半衰期缩短。 C氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子 核，经过7.6天氡原子核就只剩下一个。 D氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经 过7.6天氡原子核就只剩下1克。,放射性元素的原子核 经过一次衰变，变为 。某样品中当 t=0时不含有元素Y。若这种衰变的半衰期为T，则当t=t1时，样品中元素X和Y的质量之比等于多少？,关于射线，下列说法中正确的是( ) (A)它是波长极短的电磁波 (B)它是高速运动的电子流 (C)它的贯穿本领比射线弱 (D)它对空气的电离作用比射线强,某地发掘出来的古木，测定所含放射性碳14C与当地正在生长的树林的比为1/ ，已知14C的半衰期为5600年，则此古树被采伐了_年,
