放射性的應(yīng)用和防護(hù)

帶電性氦核流穿透能力構(gòu)成速度實(shí)質(zhì)名稱正強(qiáng)弱C/10電離能力負(fù)弱強(qiáng)接近C電子流中最弱極強(qiáng)光子C光子流復(fù)習(xí)回顧:例：天然放射性元素(釷)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變之后變成（鉛）．下列論斷中正確的是（）A.鉛核比釷核少24個(gè)中子B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.衰變過程中共有4次α衰變和8次β衰變D.衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變BD在下列核反應(yīng)方程中,X代表質(zhì)子的方程是（）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1?++?g++?++?+BC半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半發(fā)生衰變所需的時(shí)間。它是從大量原子核衰變中得出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別的放射性原子核的衰變無實(shí)際物理意義。半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，與外界條件及與物質(zhì)的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。即使處于物理運(yùn)動(dòng)，化學(xué)變化中也不會(huì)影響它的半衰期。因此它是反映某種元素原子核特征的重要物理量。探測(cè)射線的方法閱讀課本P73—P75放射性的應(yīng)用與防護(hù)問題情景：為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時(shí)間長(zhǎng)一些，能在長(zhǎng)時(shí)間保持新鮮，你有什么辦法？輻射方法處理糧食復(fù)習(xí)回顧：1、什么是原子核的衰變？2、原子核的衰變有什么樣的規(guī)律原子核放出a粒子或?粒子，由于核電荷數(shù)變了，而變成另一種原子核。1）、衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒2）、衰變過程不可逆，所以用箭頭，不用等號(hào)3）、由實(shí)驗(yàn)決定，不憑空編造原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，------------核反應(yīng)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒核反應(yīng)原子核的人工轉(zhuǎn)化1919年盧瑟福用а粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素和一個(gè)質(zhì)子，也是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)過程1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)現(xiàn)磷的放射性同位素的過程人工放射性同位素放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。反應(yīng)生成成物P是是磷的一一種同位位素，也也有放射射性，像像天然放放射性元元素一樣樣發(fā)生衰衰變，衰衰變時(shí)放放出正電電子，核核衰變方方程如下下：用人工方方法得到到放射性性同位素素，這是一一個(gè)很重重要的發(fā)發(fā)現(xiàn)．后后來人們們用質(zhì)子子、氘核核、中子子和光子子轟擊原原子核，，也得到到了放射射性同位位素．與天然的的放射性性物質(zhì)相相比，人人造放射射性同位位素：1、放射射強(qiáng)度容容易控制制2、、可可以以制制成成各各種種需需要要的的形形狀狀3、、半半衰衰期期更更短短4、、放放射射性性廢廢料料容容易易處處理理所以以凡凡是是用用到到放放射射線線時(shí)時(shí)，，現(xiàn)現(xiàn)在在用用的的都都是是人人工工放放射射性性同同位位素素人工工放放射射性性同同位位素素的的特特點(diǎn)點(diǎn)（1））利利用用它它的的射射線線放射射性性同同位位素素的的應(yīng)應(yīng)用用A、、由于于γγ射射線線貫貫穿穿本本領(lǐng)領(lǐng)強(qiáng)強(qiáng)，可可以以用用來來γγ射射線線檢檢查查金金屬屬內(nèi)內(nèi)部部有有沒沒有有砂砂眼眼或或裂裂紋紋，，所所用用的的設(shè)設(shè)備備叫叫γγ射射線線探探傷傷儀儀．．B、、利利用用β射線線的的穿透透本本領(lǐng)領(lǐng)與與物物質(zhì)質(zhì)厚厚度度密密度度的關(guān)關(guān)系系，，來來檢檢查查各各種種產(chǎn)產(chǎn)品品的的厚厚度度和和密密封封容容器器中中液液體體的的高高度度等等，，從從而而實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自自動(dòng)動(dòng)控控制制C、、利利用用а射線線電離離作作用用使空空氣氣電電離離而而把把空空氣氣變變成成導(dǎo)導(dǎo)電電氣氣體體，，以以消消除除化化纖纖、、紡紡織織品品上上的的靜靜電電D、、利利用用γ射線線照照射射植植物物，，引引起起植植物物變變異異而而培培育育良良種種，，也也可可以以利利用用它它殺殺菌菌、、治治病病等等E.利利用用放放射射線線的的能能量量，，在在醫(yī)醫(yī)療療上上，，常常用用以以抑抑制制甚甚至至殺殺死死病病變變組組織織，，還還可可以以轟轟擊擊原原子子核核，，誘誘發(fā)發(fā)核核反反應(yīng)應(yīng)．．(2)作作示示蹤蹤原原子子由于于放放射射性性同同位位素素跟跟同同種種元元素素的的其其他他同同位位素素相相比比，，具具有有相同的的質(zhì)子子數(shù)，，核外外電子子數(shù)相相同，因此此一種種元素素的各各個(gè)同同位素素都有有相同的的化學(xué)學(xué)性質(zhì)質(zhì)，如果果在某某一元元素?fù)綋饺胍灰恍┓欧派湫孕酝晃凰兀?，那么么該元元素?zé)o無論經(jīng)經(jīng)過什什么變變化，，它的的放射射性同同位素素也經(jīng)經(jīng)歷同同樣的的變化化過程程，而而放射性性同位位素不不斷地地放出出射線線，再用用儀器探探測(cè)這些射射線，，即可可知道元素的的行蹤，這種種用途途的放放射性性元素素叫示示蹤原原子，，放射射性元元素作作示蹤蹤原子子的用用途也也很多多．①在農(nóng)農(nóng)業(yè)生生產(chǎn)中中，探探測(cè)農(nóng)農(nóng)作物物在不不同的的季節(jié)節(jié)對(duì)元元素的的需求求．②在工工業(yè)上上，檢檢查輸輸油管管道上上的漏漏油位位置．．③在生生物醫(yī)醫(yī)療上上，可可以檢檢查人人體對(duì)對(duì)某元元素的的吸收收情況況，也也可以以幫助助確定定腫瘤瘤的部部位和和范圍圍．棉花在在結(jié)桃桃、開開花的的時(shí)候候需要要較多多的磷磷肥，，把磷磷肥噴噴在棉棉花葉葉子上上，磷磷肥也也能被被吸收收．但但是，，什么么時(shí)候候的吸吸收率率最高高、磷磷在作作物體體內(nèi)能能存留留多長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間間、磷磷在作作物體體內(nèi)的的分布布情況況等，，用通通常的的方法法很難難研究究．如如果用用磷的的放射射性同同位素素制成成肥料料噴在在棉花花葉面面上，，然后后每隔隔一定定時(shí)間間用探探測(cè)器器測(cè)量量棉株株各部部位的的放射射性強(qiáng)強(qiáng)度，，上面面的問問題就就很容容易解解決．．人體甲甲狀腺腺的工工作需需要碘碘．碘碘被吸吸收后后會(huì)聚聚集在在甲狀狀腺內(nèi)內(nèi)．給給人注注射碘碘的放放射性性同位位素碘碘131，，然后后定時(shí)時(shí)用探探測(cè)器器測(cè)量量甲狀狀腺及及鄰近近組織織的放放射強(qiáng)強(qiáng)度，，有助助于診診斷甲甲狀腺腺的器器質(zhì)性性和功功能性性疾病病．（3））放射射性污污染和和防護(hù)護(hù)原子彈彈爆炸炸、核核電站站泄露露會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重的的污染染，在在利用用放射射性同同位素素給病病人做做“放放療””時(shí)，，如果果放射射性的的劑量量過大大，皮皮膚和和肉就就會(huì)潰潰爛不不愈，，導(dǎo)致致病人人因放放射性性損害害而死死去。。有些些礦石石中含含有過過量的的放射射性物物質(zhì)，，如果果不注注意也也會(huì)對(duì)對(duì)人體體造成成巨大大的危危害。。如圖是是《北北京青青年報(bào)報(bào)》2001年年9月月6日日的一一則報(bào)報(bào)道。。核反應(yīng)應(yīng)堆外外層的的厚厚厚的水水泥建建筑小結(jié)：：1、核核反應(yīng)應(yīng)基本本上可可分為為兩大大類：：一是自自然衰衰變（（天然然放射射性衰衰變）），二是人人工衰衰變（（人工工轉(zhuǎn)變變）（發(fā)現(xiàn)現(xiàn)質(zhì)子子的核核反應(yīng)應(yīng)）（發(fā)現(xiàn)現(xiàn)中子子的核核反應(yīng)應(yīng)）2、放放射性性同位位素的的應(yīng)用用課堂互動(dòng)講練類型一核反應(yīng)及核反應(yīng)方程例1衰變前前后質(zhì)質(zhì)量數(shù)數(shù)都是是202不不變，，只能能發(fā)生生β衰變變變式訓(xùn)練分析：：1.質(zhì)量量數(shù)和和電荷荷數(shù)守守恒。。2.A=4+14-17=1,Z=2+7-8=1則則為為質(zhì)子子即氫氫原子子核3.A=235+1-140-94=2，，Z=92+0-54-38=0則則電荷荷數(shù)為為0的的是中中子或或γ射線線但γ射線線質(zhì)量量為0.可可見是是2個(gè)個(gè)中子子類型二放射性同位素的應(yīng)用用人工工方法法得到到放射射性同同位素素，這這是一一個(gè)很很重要要的發(fā)發(fā)現(xiàn)．．天然然放射射性同同位素素只不不過40幾幾種，，而今今天人人工制制造的的放射射性同同位素素已達(dá)達(dá)1000多多種，，每種種元素素都有有放射射性同同位素素．放放射性性同位位素在在農(nóng)業(yè)業(yè)、醫(yī)醫(yī)療衛(wèi)衛(wèi)生和和科學(xué)學(xué)研究究的許許多方方面得得到了了廣泛泛的應(yīng)應(yīng)用．．(1)帶電電的驗(yàn)驗(yàn)電器器在放放射線線照射射下電電荷會(huì)會(huì)很快快消失失．其其原因因是()A．射射線的的貫穿穿作用用B．射射線的的電離離作用用C．射射線的的物理理、化化學(xué)作作用D．以以上三三個(gè)選選項(xiàng)都都不是是例2電離作用消除靜電的應(yīng)用B(2)圖是是工廠廠利用用放射射線自自動(dòng)控控制鋁鋁板厚厚度的的裝置置示意意圖．．如工工廠生生產(chǎn)的的是厚厚度為為1mm的鋁鋁板，，在αα、ββ、γγ三種種射線線中，，你認(rèn)認(rèn)為對(duì)對(duì)鋁板板的厚厚度起起主要要作用用的是是________射線線．(3)在我我國(guó)首首先用用人工工方法法合成成牛胰胰島素素時(shí)，，需要要證明明人工工合成成的牛牛胰島島素結(jié)結(jié)晶跟跟天然然牛胰胰島素素的結(jié)結(jié)晶是是同一一種物物質(zhì)，，為此此曾采采用放放射性性同位位素14C作________．．分析：：1.α射射線穿穿透物物質(zhì)的的本領(lǐng)領(lǐng)弱，，不能能穿透透厚度度為1mm的的鋁板板，因因而探探測(cè)器器不能能探測(cè)測(cè)2.γγ射線線穿透透物質(zhì)質(zhì)的本本領(lǐng)極極強(qiáng)，，穿透透1mm厚的的鋁板板和幾幾mm厚厚的鋁鋁板打打在探探測(cè)器器上很難分分辨，3.ββ射線線也能能夠穿穿透1mm甚甚至幾幾毫米米厚的的鋁板板，但但厚度度不同同，穿穿透后后β射射線的的強(qiáng)度度明顯顯不同同，探測(cè)器器容易易分辨辨β示蹤原原子分析：：把摻摻入14C的人人工合合成的的牛胰胰島素素與天天然牛牛胰島島素混混合到到一起起，經(jīng)經(jīng)過多多次重重新結(jié)結(jié)晶后后，得得到了了放射射性14C分布布均勻勻的牛牛胰島島素結(jié)結(jié)晶，，這就就證明明了人人工合合成的的牛胰胰島素素與天天然牛牛胰島島素完完全融融為一一體，，它們們是同同一種種物質(zhì)質(zhì)．這這種把把放射射性同同位素素的原原子摻摻到其其他物物質(zhì)中中去，，讓它它們一一起運(yùn)運(yùn)動(dòng)、、遷移移，再再用放放射性性探測(cè)測(cè)儀器器進(jìn)行行追蹤蹤，就就可以以知道道放射射性原原子通通過什什么路路徑，，運(yùn)動(dòng)動(dòng)到哪哪里了了，是是怎樣樣分布布的，，從而而可以以了解解某些些不容容易察察明的的情況況或規(guī)規(guī)律，，人們們把作作這種種用途途的放放射性性同位位素叫叫做示示蹤原原子．．變式訓(xùn)練2．在放射性性同位素的應(yīng)應(yīng)用中，下列列做法正確的的是()A．應(yīng)該用αα射線探測(cè)物物體的厚度B．應(yīng)該用γγ粒子放射源源制成“煙霧報(bào)警器器”C．醫(yī)院在利利用放射線診診斷疾病時(shí)用用半衰期較長(zhǎng)長(zhǎng)的放射性同同位素D．放射育種種利用γ射線線照射種子使使遺傳基因發(fā)發(fā)生變異α粒子的穿透透能力很弱煙霧報(bào)警器是是利用射線的的電離作用，，而γ粒子的的電離作用很很弱，由于人體長(zhǎng)期期接觸放射性性元素會(huì)影響響健康，因此此診斷疾病時(shí)時(shí)應(yīng)該利用半半衰期短的同同位素，故C錯(cuò)誤；放射育種是利利用γ射線照照射種子改變變遺傳基因D1.如圖所示示，帶電粒子子在“云室””中運(yùn)動(dòng)時(shí)，，可呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)徑跡，將““云室”放在在勻強(qiáng)電場(chǎng)中中，通過觀察察帶電粒子的的徑跡，可以以研究原子核核發(fā)生衰變的的規(guī)律．現(xiàn)將將一靜止的放放射性14C放入上述裝裝置中，當(dāng)它發(fā)生衰變變時(shí)，可能放出α粒粒子或電子或或正電子．所放射的粒子與反沖核核經(jīng)過相等的的時(shí)間所形成的徑跡如圖所示(發(fā)生衰衰變后瞬間放放射出的粒子子和反沖核的的速度方向與電電場(chǎng)強(qiáng)度E垂直，a、b均表示長(zhǎng)度)．則(1)14C發(fā)生衰變時(shí)時(shí)所放射出的的粒子是________．(2)14C發(fā)生衰變時(shí)時(shí)所放射出的的粒子的運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡是________(填“①①”或“②””)．(3)14C的衰變方程程是___________________________________________________。(4)簡(jiǎn)要推推導(dǎo)發(fā)生衰變變后的瞬間放放出的粒子與與反沖核的動(dòng)動(dòng)能之比練習(xí)題分析：1.釋釋放的粒子和和反沖核受電電場(chǎng)力都與E方向同，則則粒子與反沖沖核電性同，，為α粒子α粒子分析：2。動(dòng)動(dòng)量守恒m1v1=m2v2.而α粒子質(zhì)量小，速度度大。相等t水平位移大大。而②軌道水平位位移大，為α粒子②146C→104Be＋42He分析4.動(dòng)量量守恒：m1v2=m2v2,則v2/v1=m1/m2=10/4=5/2.EK=mv2/2=pv/2