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1、.第 3、4 节探测射线的方法放射性的应用与防护11912 年英国物理学家威耳逊制造了威耳逊云室。2. 射线可使气体或液体电离，使照相乳胶感光 ，使荧光物质产生荧光。3. 原子核在其他粒子的轰击下产生原子核的过程，称为核反响。4. 在核反响中，质量数守恒，电荷数守恒。51928 年由德国物理学家盖革与米勒研制成功了用于探测射线的盖革米勒计数器。 61934 年，约里奥居里夫妇觉察了人工放射性同位素。7放射性同位素有很多应用，如应用它的射线， 或把它作为示踪原子；放射性同位素也有很多危害。过量的射线对人体组织有破坏作用， 同时对水源、空气等也有污染。一、探测射线的方法1探测方法(1) 组成射线的
2、粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。(2) 射线能使照相乳胶感光。.(3) 射线能使荧光物质产生荧光。2探测仪器(1) 威耳逊云室原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心分散成雾滴，于是显示出射线的径迹。粒子径迹外形： 粒子的径迹直而粗 粒子的径迹比较细，而且常常弯曲 粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹(2) 气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，如液态氢。粒子通过过热液体时，在它的四周产生气泡而形成粒子的径迹。(3)盖革米勒计数器原理：在金属丝和圆筒间加上
3、肯定的电压，这个电压稍低于管内气体的电离电压， 当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生电子 这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。优点：G-M 计数器格外灵敏，使用便利。缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类。二、核反响和放射线的应用与防护1核反响(1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生原子核的过程。(2)原子核的人工转变1919 年卢瑟福用 粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子。卢瑟福觉察质子的核反响方程：14N4He17O1H。7281遵循规律：质量数守恒
4、，电荷数守恒。2人工放射性同位素(1) 放射性同位素的定义：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。(2) 人工放射性同位素的觉察：1934 年，约里奥居里夫妇觉察经过 粒子轰击的铝片中含有放射性磷30P。15(3) 觉察磷同位素的方程：4He27Al30P1n。2133放射性同位素的应用与防护(1)应用射线150应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照耀种子培育优良品种等。 (2)示踪原子：有关生物大分子的构造及其功能的争论，要借助于示踪原子。(3)辐射与安全：人类始终生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。1. 自主思考判一判(1
5、) 云室和气泡室都是应用射线的穿透力量争论射线的轨迹。()(2) 盖革米勒计数器既可以统计粒子的数量，也可以区分射线的种类。() (3)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒。()(4) 医学上利用射线进展放射治疗时，要掌握好放射的剂量。()(5) 觉察质子、觉察中子和觉察放射性同位素30P 的核反响均属于原子核的人工转变。15()(6) 同一种元素的放射性同位素具有一样的半衰期。() 2合作探究议一议(1)如何利用云室区分射线的种类？提示：利用射线在云室中的径迹区分，直而粗的为 射线，细而长的为 射线。(2)衰变和原子核的人工转变有什么不同？提示：衰变是具有放射性的不稳定核自发进
6、展的变化，原子核的人工转变是利用 粒子、质子、中子或 光子轰击靶核发生的变化。全部的原子核都可能发生人工转变。(3)医学上做射线治疗用的放射性元素，使用一段时间后当射线强度降低到肯定程度时就需要更换放射材料，原来的材料成为核废料，这些放射治疗选用的放射性元素的半衰期 应当很长还是较短？为什么？探测射线的方法和仪器提示：应选用半衰期较短的。由于半衰期短的放射性废料简洁处理。固然也不能选用太短的，否则就需要频繁更换放射原料了。典例 (多项选择)用盖革米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟 405 次，假设将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10 天后再次测量，测得该放射源的放
7、射强度为每分钟101 次，则以下关于射线性质及它的半衰期的说法正确的选项是( )A. 放射源射出的是 射线B. 放射源射出的是 射线C. 这种放射性元素的半衰期是 5 天D这种放射性元素的半衰期是 2.5 天思路点拨 解答此题时应留意以下两点：(1) 依据 射线、 射线的穿透力量确定射线的种类。(2)由半衰期的定义求出该元素的半衰期。解析 因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透力量最差的 射线，选项 A 正确，B 错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10 天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10 天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知，已经过了
8、两个半衰期，故半衰期是 5 天。盖革米勒计数器的优缺点 优点：放大倍数很大，格外灵敏，用它检测射线格外便利。缺点：a.不同射线产生的脉冲现象一样，只能用来计数，不能区分射线种类。b.假设同时有大量粒子或两个粒子射来的时间间隔小于 200 s，则计数器不能区分它们。答案 AC1(多项选择)以下关于放射线的探测说法中正确的选项是() A气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似 B由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等状况C盖革米勒计数器探测射线也是利用射线的电离本领 D盖革米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质解析：选 ABC 气泡室探测射线原理与云室探测射线原理类似，不同的是
9、气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的，应选项 A 正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等状况，应选项 B 正确；盖革米勒计数器利用射线电离作用，产生电脉冲进而计数，所以选项 C 正确；由于对于不同射线产生的脉冲现象一样，因此计数器只能用来计数，不能分析射线的性质，所以选项D 错误。2. 如图 19-3-1 是科学史上一张著名的试验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹，云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属 板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子()图 19-3-1A带正电，由下向上运动B
10、带正电，由上向下运动C带负电，由上向下运动D带负电，由下向上运动解析：选 A 由题图可以看出粒子在金属板上方的轨道半径比在金属板下方时小，由带mv电粒子在匀强磁场中运动的半径公式R 可知粒子在金属板上方运动的速率小，所以粒子qB原子核的人工转变和核反响方程由下往上运动，B、C 错误；磁场方向垂直照片向里，结合粒子运动方向，依据左手定则可知粒子带正电，A 正确，D 错误。1. 核反响的条件：用 粒子、质子、中子，甚至用 光子轰击原子核使原子核发生转变。2. 核反响的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核翻开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变。3. 原子核人工转变的三个典型核反响(1
11、)1919 年卢瑟福觉察质子的核反响：14N4He17O1H7281(2) 1932 年查德威克觉察中子的核反响：9Be4He12C1n4260(3) 1934 年约里奥居里夫妇觉察放射性同位素和正电子的核反响：27Al4He30P1n；30P30Si0e。132150151414. 人工转变核反响与衰变的比较原子核的人工转变是一种核反响，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要肯定不同点的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理和化学条件的影响。人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反响前后粒子一样点总动量守恒。典例 1993 年，中国科学院上海原子核争论所制
12、得了一种的铂元素的同位素202Pt。78制取过程如下：(1) 用质子轰击铍靶9Be 产生快中子；4(2) 用快中子轰击汞204Hg，反响过程可能有两种：80生成202Pt，放出氦原子核；78生成202Pt，同时放出质子、中子。78(3) 生成的202Pt 发生两次衰变，变成稳定的原子核汞202Hg。写出上述核反响方程。7880解析 依据质量数守恒、电荷数守恒，确定生核的电荷数和质量数，然后写出核反响方程。如下：(1)9Be1H9B1n。4150(2)204Hg1n202Pt3He。800782204Hg1n202Pt21H1n。8007810(3)202Pt202Au0 e，202Au202H
13、g0 e。7879179801写核反响方程时应留意以下三点(1) 核反响过程一般都是不行逆的，核反响方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反响方向。(2) 核反响方程应以试验事实为根底，不能凭空杜撰。(3) 核反响方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反响过程中，一般会发生质量的变化。答案 见解析1原子核AX 与氘核2H 反响生成一个 粒子和一个质子。由此可知()Z1AA2，Z1 CA3，Z3BA2，Z2 DA3，Z2解析：选 D 写出核反响方程：AX2H4He1H，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程Z121A241，Z121，解得：A3，Z2，故答案为D。2以下是物理学史上 3 个著名的核反响方程x7Li2y y14Nx17O378y9Bez12C46x、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中z 是() A 粒子 B质子C中子D电子解析：选C 把前两个方程化简，消去x，即14N7Liy17O，可见y 是4He，结合第三7382个方程，依据电荷数守恒、质量数守恒可知z 是中子1n。因此选项 C 正确。031956 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60Co 放射源27进展了试验验证。次年李、杨两人为此获得诺贝尔物理奖。60Co 的衰变方程是60CoANi0 e2727Z1 ，其中 是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可
