放射性的應(yīng)用與防護(hù)-專家講座

第四節(jié)放射性應(yīng)用與防護(hù)放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第1頁盧瑟福在試驗(yàn)中發(fā)覺，往容器Ｃ中通入氮?dú)夂?，在熒光屏Ｓ上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一個(gè)新能量比α粒子大粒子穿過鋁箔，撞擊在Ｓ屏上，這種粒子必定是在α粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生改變時(shí)放出。這么，盧瑟福經(jīng)過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了原子核大門。一、核反應(yīng)α粒子鋁箔熒光屏氮?dú)怙@微鏡放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第2頁為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，測(cè)出了它質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)單位正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子．質(zhì)子符號(hào)是H或P在云室里做盧瑟福試驗(yàn)，還能夠依據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變過程．英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝兩萬多張照片40多萬條α粒子徑跡中，發(fā)覺了８條產(chǎn)生分叉統(tǒng)計(jì)．

放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第3頁分叉情況表明，α粒子擊中氮核后，生成一個(gè)新核，同時(shí)放出質(zhì)子。新核電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長(zhǎng)．依據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，能夠?qū)懗鲞@個(gè)發(fā)覺質(zhì)子核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核．放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第4頁用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素原子核，也都產(chǎn)生類似轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說明質(zhì)子是各種原子核里都有成份，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)覺第三個(gè)基本粒子。原子核在其它粒子轟擊下產(chǎn)生新原子核過程，------------核反應(yīng)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第5頁核反應(yīng)：原子核在其它粒子轟擊下產(chǎn)生新原子核過程。注意：１．核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒２．核反應(yīng)是原子核改變，化學(xué)反應(yīng)是核外電子改變放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第6頁例１：指出以下核反應(yīng)中錯(cuò)誤并更正：（1）N+α=O+質(zhì)子（2）C+He→O+H（3）Be+He→C+γ（4）H+n→H+γ14717714742178119442136110112放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第7頁二、人工放射性同位素1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)覺經(jīng)過α粒子轟擊鋁片中含有放射性磷反應(yīng)生成物P是磷一個(gè)同位素，自然界沒有天然，它是經(jīng)過核反應(yīng)生成人工放射性同位素。有些同位素含有放射性，叫做放射性同位素放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第8頁與天然放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強(qiáng)度輕易控制2、能夠制成各種需要形狀3、半衰期更短4、放射性廢料輕易處理放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第9頁（1）利用它射線三、放射性同位素應(yīng)用A、因?yàn)棣蒙渚€貫通本事強(qiáng)，能夠用來γ射線檢驗(yàn)金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用設(shè)備叫γ射線探傷儀．B、利用射線穿透本事與物質(zhì)厚度密度關(guān)系，來檢驗(yàn)各種產(chǎn)品厚度和密封容器中液體高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上靜電D、利用射線照射植物，引發(fā)植物變異而培育良種，也能夠利用它殺菌、治病等放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第10頁γ射線探傷儀鈷60放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第11頁放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第12頁利用鈷60γ射線治療癌癥（放療）放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第13頁食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長(zhǎng)，長(zhǎng)久保留）棉花育種食品保鮮糧食保留放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第14頁（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開花時(shí)候需要較多磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收．不過，什么時(shí)候吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)分布情況等，用通常方法極難研究．假如用磷放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位放射性強(qiáng)度，上面問題就很輕易處理．放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第15頁人體甲狀腺工作需要碘．碘被吸收后會(huì)聚集在甲狀腺內(nèi)．給人注射碘放射性同位素碘131，然后定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組織放射強(qiáng)度，有利于診療甲狀腺器質(zhì)性和功效性疾病．放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第16頁檢漏、研究機(jī)件磨損、診療疾病、分析生物分子結(jié)構(gòu)等。放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第17頁原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”時(shí)，假如放射性劑量過大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，造成病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量放射性物質(zhì)，假如不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大危害。四、輻射與安全放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第18頁過量放射性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類和自然界產(chǎn)生破壞作用．20世紀(jì)人們?cè)诤翢o防范情況下研究放射性遭原子彈炸后廣島放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第19頁為了預(yù)防有害放射線對(duì)人類和自然破壞，人們采取了有效防范辦法：檢測(cè)輻射裝置全身污染檢測(cè)儀輻射檢測(cè)系統(tǒng)輻射源存放鈾放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第20頁（1）在核電站核反應(yīng)堆外層用厚厚水泥來預(yù)防放射線外泄（2）用過核廢料要放在很厚很厚重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意識(shí)，盡可能遠(yuǎn)離放射源放射性防護(hù)放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第21頁核反應(yīng)堆外層厚厚水泥建筑放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第22頁防護(hù)操作放射性物質(zhì)設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第23頁放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第24頁放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第25頁放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第26頁放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第27頁1930年，德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用α粒子轟擊輕元素鈹核，發(fā)覺并未發(fā)射出質(zhì)子，而放出了一個(gè)新射線．這種射線幾乎不能使氣體電離，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電，射線貫通能力強(qiáng)，他們認(rèn)為這是γ射線．經(jīng)檢測(cè)，射線能量在10ＭeV左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出γ射線能量．放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第28頁1931年，約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克試驗(yàn)，并用這種未知射線去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約5.7MeV質(zhì)子．這是異常驚人新發(fā)覺，因?yàn)槠湫袨橥耆灰粯佑讦蒙渚€，γ射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，γ光子質(zhì)量近乎０，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來是合乎常理，但質(zhì)子質(zhì)量是電子1800倍，一顆子彈怎么能撞動(dòng)一輛汽車呢？假如認(rèn)為轟擊石蠟射線是γ射線，那么光子能量應(yīng)達(dá)55MeV，這與實(shí)際測(cè)得射線能量10MeV相去甚遠(yuǎn)．這射線在向約里奧夫婦招手呼叫：我不是γ射線……！可惜是，他們擦肩而過，無緣相識(shí)。面對(duì)55eV與10eV矛盾，他們還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它原因，并于1932年１月11日向巴黎科學(xué)院提交了試驗(yàn)情況和對(duì)未知射線判定為γ射線結(jié)論。放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第29頁

1932年１月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦試驗(yàn)使他心跳，他認(rèn)為約里奧夫婦結(jié)論必定有誤，違反能量守恒?。∷舾械竭@很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、自己苦苦尋找了12年中子。他決定用云室方法探測(cè)射線速度和質(zhì)量。放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第30頁他先測(cè)出射線速度不到光速十分之一，排除了是γ射線可能，又用彈性碰撞動(dòng)量守恒方法測(cè)出不帶電粒子質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還依據(jù)自旋確定不帶電粒子不可能是由質(zhì)子和電子組合而成，只能是另一個(gè)新獨(dú)立粒子，他稱之為中子。就這么，僅用了十天時(shí)間，成功地證實(shí)了這種中性射線就是中子流。他當(dāng)之無愧地成為“中子之父”，并所以獲1935年諾貝爾物理獎(jiǎng)。放射性的應(yīng)用與防護(hù)專家講座第31頁“機(jī)遇只偏愛有準(zhǔn)備頭腦”中子發(fā)覺，有重大意義，中子不帶電，用它去轟擊原子核，不受庫侖力影響，是研究原子核強(qiáng)有力“炮彈”。在此以前，可供研究用“炮彈”只有天然放射元