放射性運用學習教案

1、會計學1放射性運用放射性運用(ynyng)第一頁，共30頁。盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn)，往容器盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn)，往容器(rngq)中通入氮氣后，在中通入氮氣后，在熒光屏上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比熒光屏上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比粒子粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子肯定是在大的粒子穿過鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子肯定是在粒粒子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣，盧瑟子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣，盧瑟福通過人工方法實現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了福通過人工方法實現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了原子核的大門。原子核的大門。 一、核反應(yīng)一、核反應(yīng)粒

2、子粒子(lz)鋁鋁箔箔熒熒光光屏屏氮氣氮氣(dn q)顯微鏡顯微鏡第1頁/共30頁第二頁，共30頁。 為了認定新粒子，把新粒子引進為了認定新粒子，把新粒子引進(ynjn)電電場和磁場，測出了它的質(zhì)量和電量，確認場和磁場，測出了它的質(zhì)量和電量，確認與氫核相同：帶有一個單位的正電量，質(zhì)與氫核相同：帶有一個單位的正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量的量是電子質(zhì)量的1800 多倍。盧瑟福把它叫多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子質(zhì)子的符號是做質(zhì)子質(zhì)子的符號是 H 或或 P在云室里做盧瑟福實驗，還可以根據(jù)徑跡在云室里做盧瑟福實驗，還可以根據(jù)徑跡了解整個人工轉(zhuǎn)變的過程英國物理學家了解整個人工轉(zhuǎn)變的過程英國物理學家布拉凱特在所拍攝的

3、兩萬多張照片的布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多多萬條萬條粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉的粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉的記錄記錄 第2頁/共30頁第三頁，共30頁。分叉情況表明，分叉情況表明，粒子擊中氮核后，生粒子擊中氮核后，生成一個新核，同時放出質(zhì)子。新核的成一個新核，同時放出質(zhì)子。新核的電量較大速度電量較大速度(sd)較慢，徑跡短而較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度粗；質(zhì)子速度(sd)大，電量小，故大，電量小，故徑跡細而長根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守徑跡細而長根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個發(fā)現(xiàn)恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出

4、質(zhì)子后變成了氧核子后變成了氧核 第3頁/共30頁第四頁，共30頁。用用粒子、質(zhì)子粒子、質(zhì)子(zhz)、中子等去轟擊其它元素、中子等去轟擊其它元素的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子(zhz)，說明質(zhì)子，說明質(zhì)子(zhz)是各種原子核里都有的是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子成分，質(zhì)子(zhz)是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個基本粒子。第三個基本粒子。HOHeN1117842147原子核在其他原子核在其他(qt)粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，核的過程，-核反應(yīng)核反應(yīng)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)

5、和電荷(dinh)數(shù)數(shù)都守恒都守恒第4頁/共30頁第五頁，共30頁。HOHeN1117842147核反應(yīng)：原子核在其他粒子核反應(yīng)：原子核在其他粒子(lz)(lz)的轟擊的轟擊 下產(chǎn)生新原子核的下產(chǎn)生新原子核的過程。過程。注意：注意：核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷(dinh)(dinh)數(shù)守恒數(shù)守恒核反應(yīng)是原子核的變化，化學核反應(yīng)是原子核的變化，化學 反應(yīng)是核外電子的變化反應(yīng)是核外電子的變化第5頁/共30頁第六頁，共30頁。指出下列核反應(yīng)中的錯誤指出下列核反應(yīng)中的錯誤(cuw)并更正：并更正：（1） N + = O + O + 質(zhì)子質(zhì)子（2 2） C + He O + HC + He

6、O + H（3 3） Be + He Be + He C + （4） H + n H + 14717714742178119442136110112第6頁/共30頁第七頁，共30頁。nPAlHe103015271342二、人工二、人工(rngng)放射性同位素放射性同位素1934年，約里奧年，約里奧居里和伊麗芙居里和伊麗芙居里居里 發(fā)現(xiàn)經(jīng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過過粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷P3015反應(yīng)生成物反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，自然界是磷的一種同位素，自然界沒有天然的沒有天然的 ，它是通過核反應(yīng)生成的，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。人工放射性同位素。P3015有

7、些同位素具有有些同位素具有(jyu)放射性，叫做放射性同放射性，叫做放射性同位素位素第7頁/共30頁第八頁，共30頁。與天然的放射性物質(zhì)相比與天然的放射性物質(zhì)相比(xin b)，人造放，人造放射性同位素：射性同位素：1、放射、放射(fngsh)強度容易控制強度容易控制2、可以制成各種需要的形狀、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短、半衰期更短4、放射、放射(fngsh)性廢料容易處理性廢料容易處理第8頁/共30頁第九頁，共30頁。（1）利用）利用(lyng)它的射線它的射線三、放射性同位素的應(yīng)用三、放射性同位素的應(yīng)用(yngyng)A、由于、由于射線貫穿本領(lǐng)強，可以用來射線貫穿本領(lǐng)強，可以用來

8、射線檢查金屬射線檢查金屬(jnsh)內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷射線探傷儀儀B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實現(xiàn)自動控制實現(xiàn)自動控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導電氣體，以、利用射線使空氣電離而把空氣變成導電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等可以利用它殺

9、菌、治病等第9頁/共30頁第十頁，共30頁。射線射線(shxin)(shxin)探傷儀探傷儀 鈷鈷60第10頁/共30頁第十一頁，共30頁。第11頁/共30頁第十二頁，共30頁。利用鈷利用鈷6060的的射線治療癌癥射線治療癌癥(i zhn(i zhn) )（放療）（放療）第12頁/共30頁第十三頁，共30頁。食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期(chngq)(chngq)保存）保存）棉花育棉花育種種食品保食品保鮮鮮糧食保糧食保存存第13頁/共30頁第十四頁，共30頁。（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究研究(ynji)等等.棉

10、花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥，棉花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收但是，什么時候的吸收率最高、磷在作物體但是，什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時間、磷在作物體內(nèi)的分布情內(nèi)能存留多長時間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究況等，用通常的方法很難研究(ynji)如果如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，上面的問題就很容易解部位的放射性強度，上面的問題就很容易解決

11、決第14頁/共30頁第十五頁，共30頁。人體甲狀腺的工作需要碘碘被吸收后會聚人體甲狀腺的工作需要碘碘被吸收后會聚集在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射集在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射(fngsh)性同位素碘性同位素碘131，然后定時用探測器測量甲，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射狀腺及鄰近組織的放射(fngsh)強度，有助強度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病第15頁/共30頁第十六頁，共30頁。檢漏、研究檢漏、研究機件磨損機件磨損(m sn)(m sn)、診斷疾病、診斷疾病、分析生物、分析生物分子結(jié)構(gòu)等分子結(jié)構(gòu)等。第16頁/共30頁第十七頁，共30頁。原子彈爆

12、炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴重的污染原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴重的污染(wrn)，在利用放射性同位素給病人做，在利用放射性同位素給病人做“放療放療”時，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會潰爛時，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會潰爛不愈，導致病人因放射性損害而死去。有些礦石不愈，導致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會對人中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會對人體造成巨大的危害。體造成巨大的危害。 四、輻射四、輻射(fsh)與安全與安全第17頁/共30頁第十八頁，共30頁。 20 20世紀人們世紀人們(rn (rn men)men)在毫無防備的情在毫無防備的情

13、況下研究放射性況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島遭原子彈炸后的廣島( (unun do) do)第18頁/共30頁第十九頁，共30頁。為了防止有害的放射線對人類和自然的為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們破壞，人們(rn men)采取了有效的防范措采取了有效的防范措施：施：檢測輻射檢測輻射(fsh)裝置裝置全全身身(qun shn)污污染染檢檢測測儀儀輻射檢測系統(tǒng)輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存輻射源的存放放鈾鈾第19頁/共30頁第二十頁，共30頁。（1 1）在核電站的核反應(yīng)）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄止放射線的外泄（2 2）用過的核廢料要放）用過的

14、核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里，并埋在深海里（3 3）在生活中要有防范）在生活中要有防范(fngfn)(fngfn)意識，盡可意識，盡可能遠離放射源能遠離放射源放射性的防護放射性的防護(fngh)(fngh)第20頁/共30頁第二十一頁，共30頁。核反應(yīng)堆外層核反應(yīng)堆外層(wi cn)的厚厚的水的厚厚的水泥建筑泥建筑第21頁/共30頁第二十二頁，共30頁。操作操作(cozu)放射性物質(zhì)的設(shè)備放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護狀態(tài)在防護狀態(tài)(zhungti)下操作放射性物質(zhì)下操作放射性物質(zhì)第22頁/共30頁第二十三頁，共30頁。1930年，德國科學家玻特和貝克用年，德國

15、科學家玻特和貝克用粒子轟擊粒子轟擊輕元素鈹核，發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子，而放出輕元素鈹核，發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子，而放出了一種新的射線這種射線幾乎不能使氣體了一種新的射線這種射線幾乎不能使氣體電離，在電場和磁場中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不電離，在電場和磁場中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿能力強，他們認為這是帶電的，射線的貫穿能力強，他們認為這是射線經(jīng)檢測，射線的能量射線經(jīng)檢測，射線的能量(nngling)在在10eV左右，遠大于天然放射物質(zhì)衰變時發(fā)出左右，遠大于天然放射物質(zhì)衰變時發(fā)出的的射線的能量射線的能量(nngling)第23頁/共30頁第二十四頁，共30頁。1931年，約里奧夫婦重復了玻特和貝克的實

16、驗，并用年，約里奧夫婦重復了玻特和貝克的實驗，并用這種未知射線去轟擊石蠟。這種未知射線去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約結(jié)果竟從中打出能量約5.7 MeV的質(zhì)子這是異常驚人的質(zhì)子這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因為其行為完全不同于的新發(fā)現(xiàn)，因為其行為完全不同于射線，射線，射線只能射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，打出電子而打不出質(zhì)子，光子的質(zhì)量近乎，電子也光子的質(zhì)量近乎，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動起來很輕，光子撞擊電子，使它動起來(q li)是合乎常理是合乎常理的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800倍，一顆子彈怎么能撞倍，一顆子彈怎么能撞動一輛汽車呢？如果認為轟擊石蠟的射線是動一輛汽車呢？

17、如果認為轟擊石蠟的射線是射線，那射線，那么光子的能量應(yīng)達么光子的能量應(yīng)達55 MeV，這與實際測得的射線能量，這與實際測得的射線能量10 MeV相去甚遠這射線在向約里奧夫婦招手呼喊：相去甚遠這射線在向約里奧夫婦招手呼喊：我不是我不是射線射線！可惜的是，他們擦肩而過，無緣相！可惜的是，他們擦肩而過，無緣相識。面對識。面對55eV與與10eV的矛盾的矛盾 ，他們還是十分牽強地解，他們還是十分牽強地解釋為其它的原因，并于釋為其它的原因，并于1932年月年月11日向巴黎科學院日向巴黎科學院提交了實驗情況和對未知射線判定為提交了實驗情況和對未知射線判定為射線的結(jié)論。射線的結(jié)論。第24頁/共30頁第二十五

18、頁，共30頁。 1932年月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實驗使他年月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實驗使他心跳，他認為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒?。∷奶?，他認為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒??！他敏感到這很可能是導師盧瑟福預言、自己苦苦尋找了敏感到這很可能是導師盧瑟福預言、自己苦苦尋找了12年的中子年的中子。他決定用云室。他決定用云室(yn sh)的方法探測射線的速度和質(zhì)量。的方法探測射線的速度和質(zhì)量。第25頁/共30頁第二十六頁，共30頁。他先測出射線的速度不到光速的十分之一他先測出射線的速度不到光速的十分之一，排除了是，排除了是射線的可能，又用彈性碰

19、撞動射線的可能，又用彈性碰撞動量守恒的方法測出不帶電粒子的質(zhì)量與質(zhì)量守恒的方法測出不帶電粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電的粒子不可能是由質(zhì)子和電子組合而成，的粒子不可能是由質(zhì)子和電子組合而成，只能是另一種只能是另一種(y zhn)新的獨立粒子，他新的獨立粒子，他稱之為中子。就這樣，僅用了十天時間，稱之為中子。就這樣，僅用了十天時間，成功地證實了這種中性射線就是中子流。成功地證實了這種中性射線就是中子流。他當之無愧地成為他當之無愧地成為“中子之父中子之父”，并因此，并因此獲獲1935年諾貝爾物理獎。年諾貝爾物理獎。第26頁/共30頁第二十七頁，共30頁。nCHeBe101264294“機遇只偏愛有準備的頭腦機遇只偏愛有準備的頭腦”中子的發(fā)現(xiàn)，有重大的意義，中子不帶電，用它去中子的發(fā)現(xiàn)，有重大的意義，中子不帶電，用它去轟擊轟擊(hngj)原子核，不受庫侖力的影響，是研究原原子核，不受庫侖力的影響，是研究原子核的強有力的子核的