高中物理教科版5第三章原子核 第3章3放射性的應用危害與防護

3.放射性的應用、危害與防護學習目標知識脈絡1.知道三種射線的特性及應用，知道放射性同位素，在工、農業(yè)及醫(yī)學領域的應用．(重點、難點)2．知道放射性對人類和自然產生的嚴重危害，了解防護放射性危害的措施．(重點)放射性的應用eq\o([先填空])1．利用射線的特性(1)利用α射線的電離作用很強，用以消除(中和)因摩擦積累的靜電．(2)利用β射線穿過薄物或經過薄物反射時，由透射或反射的衰減程度來測定薄物的厚度和密度．(3)利用γ射線的穿透能力可以進行金屬探傷，還可利用γ射線進行培育優(yōu)良品種、放射治療等．2．作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質，通過探測放射性同位素的射線確定其位置．3．利用衰變特性：利用天然放射性元素的半衰期可以估測文物、化石的年代，勘探礦藏等．eq\o([再判斷])1．利用放射性同位素放出的γ射線可以給金屬探傷．(√)2．利用放射性同位素放出的α射線消除有害的靜電積累．(√)3．利用放射性同位素放出的γ射線保存食物．(√)4．用放射性同位素代替非放射性的同位素來制成各種化合物做“示蹤原子”．(√)eq\o([后思考])醫(yī)學上做射線治療用的放射性元素，使用一段時間后，當射線強度降低到一定程度時就需要更換放射材料，原來的材料成為核廢料，這些放射治療選用的放射性元素的半衰期應該很長還是較短？為什么？【提示】應選用半衰期較短的．因為半衰期短的放射性廢料容易處理．當然也不能選用太短的，否則就需要頻繁更換放射原料了．1．γ射線的主要應用(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性；(2)農業(yè)應用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期等；(3)醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．2．衰變特性的應用利用半衰期非常穩(wěn)定的特點，可以測算其衰變過程，推算時間等．1．下列關于放射性同位素的一些應用的說法中正確的是()A．利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用B．利用射線探測機器部件內部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用C．利用射線改良品種是因為射線可使DNA發(fā)生變異D．在研究農作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子E．放射性同位素的半衰期是相同的【解析】消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導電，A錯誤；探測機器部件內部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農作物對肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確；不同的放射性同位素的半衰期是不同的，E錯誤．【答案】BCD2．γ刀已成為治療腦腫瘤的最佳儀器，用γ刀治療時不用麻醉，病人清醒，時間短，半小時完成手術，無需住院，因而γ刀被譽為“神刀”．據報道，我國自己研制的旋式γ刀性能更好，即將進入各大醫(yī)院為患者服務．γ刀治療腦腫瘤主要是利用γ射線很強的________能力和很________的能量.【導學號：11010041】【解析】γ刀治療腦腫瘤主要是利用γ射線很強的穿透能力和很高的能量．【答案】穿透高3．放射性同位素14C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學獎．(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成不穩(wěn)定的eq\o\al(14,6)C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個新核，其半衰期為5730年，試寫出14C的衰變方程；(2)若測得一古生物遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的25%，則此遺骸距今約有多少年？【解析】(1)eq\o\al(14,6)C的β衰變方程為：eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N.(2)eq\o\al(14,6)C的半衰期τ＝5730年．生物死亡后，遺骸中的eq\o\al(14,6)C按其半衰期變化，設活體中eq\o\al(14,6)C的含量為N0，遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量為N，則N＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ))N0，即＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,5730))N0，故eq\f(t,5730)＝2，t＝11460年．【答案】(1)eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N(2)11460年放射性同位素的應用技巧(1)用射線來測量厚度，一般不選取α射線是因為其穿透能力太差，更多的是選取γ射線，也有部分選取β射線的．(2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長食物保質期一般選取γ射線．(3)使用放射線時安全是第一位的．放射性的危害與防護eq\o([先填空])1．放射線的主要來源(1)天然放射線的來源：①來自地殼表面的天然放射性元素和空氣中的氡等產生的放射線；②來自空間的宇宙射線．(2)人工放射線的來源：①醫(yī)療放射，②核動力和核武器試驗中的放射線．2．放射線的危害放射線對人體組織造成傷害，導致細胞損傷，破壞人體DNA的分子結構．大劑量的放射性射線導致畸形、腫瘤、生育功能損傷等．3．防止的基本方法(1)距離防護(2)時間防護(3)屏蔽防護(4)儀器監(jiān)測eq\o([再判斷])1．核泄漏會造成嚴重的環(huán)境污染．(√)2．醫(yī)療照射是利用放射性，對人和環(huán)境沒有影響．(×)3．密封保存放射性物質是常用的防護方法．(√)eq\o([后思考])1．放射性污染危害很大，放射性穿透力很強，是否無法防護？【提示】放射線危害很難防護，但是通過屏蔽、隔離等措施可以進行有效防護，但防護的有效手段是提高防范意識．2．常用的射線檢測方法有哪些？有哪幾種儀器可探測射線？【提示】檢測方法(1)組成射線的粒子會使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和的蒸氣會產生霧滴，過熱液體會產生氣泡．(2)射線能使照相乳膠感光．(3)射線能使熒光物質產生熒光．探測儀器(1)威爾遜云室，(2)氣泡室，(3)蓋革—米勒計數器．放射性污染與防護的舉例與措施污染與防護舉例與措施說明污染核爆炸核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強烈的γ射線和中子流，長期存在放射性污染核泄漏核工業(yè)生產和核科學研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏就會造成嚴重污染醫(yī)療照射醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導致病人受到損害，甚至造成病人死亡防護距離防護距放射源越遠，人體吸收放射線的劑量就越少，受到的危害就越輕時間防護盡量減少受輻射的時間屏蔽防護在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護作用，鉛的屏蔽作用最好儀器監(jiān)測配置測量設備，加強環(huán)境監(jiān)測，保證安全運行，避免人為事故4．放射性污染的防護措施有()A．將廢棄的放射性物質進行深埋B．將廢棄的放射性物質倒在下水道里C．接觸放射性物質的人員穿上鉛防護服D．嚴格和準確控制放射性物質的放射劑量E．將廢棄的放射性物質投放到大海里【解析】因為放射性物質殘存的時間太長，具有輻射性，故應將其深埋，A對、B、E均錯；鉛具有一定的防止放射性的能力，接觸放射性物質的人員穿上鉛防護服，并要控制一定的放射劑量，故C、D對．【答案】ACD5．對放射性的應用和防護，下列說法正確的是()【導學號：11010042】A．放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞不會有傷害作用B．對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置D．對可能有放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的E．用放射線育種，使種子發(fā)生變異，其結果一定會成為優(yōu)良品種【解析】放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，但也會對人體的正常細胞有傷害，選項A錯；正因為放射線具有傷害作用，選項B、C、D均是正確的；種子發(fā)生變異，不一定都是優(yōu)良品種，E錯．【答案】BCD6．聯合國環(huán)境公署對科索沃地區(qū)的調查表明，北約對南聯盟進行的轟炸中，大量使用了貧鈾炸彈，貧鈾是從金屬鈾中提煉鈾235以后的副產品，其主要成分為鈾238.貧鈾炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大而且殘留物可長期危害環(huán)境．(1)下列關于其殘留物長期危害環(huán)境的理由應是()A．爆炸后的彈片存在放射性，對環(huán)境產生長期危害B．爆炸后的彈片不會對人體產生危害C．鈾238的衰變速率很快D．鈾的半衰期很長(2)貧鈾炸彈的放射性可使生物體發(fā)生變異，導致癌癥、白血病、新生兒畸形等，這是射線的________作用，導致生物體產生變異的機制是________．【解析】貧鈾彈爆炸后，彈片中仍含有半衰期很長的鈾，故爆炸后的殘留物仍會長時間