放射性的應用與防護

放射性的應用與防護第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn)，往容器Ｃ中通入氮氣后，在熒光屏Ｓ上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在Ｓ屏上，這種粒子肯定是在α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。一、核反應α粒子鋁箔熒光屏氮氣顯微鏡第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五

為了認定新粒子，把新粒子引進電場和磁場，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)量是電子質(zhì)量的1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子．質(zhì)子的符號是

H

或P.

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．英國物理學家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條α粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了８條產(chǎn)生分叉的記錄．

第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五

分叉情況表明，α粒子擊中氮核后，生成一個新核，同時放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細而長．根據(jù)核反應中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核．第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五

用α粒子、質(zhì)子、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，說明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個基本粒子。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，------------核反應在核反應中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五核反應：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。注意：１．核反應中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒２．核反應是原子核的變化，化學反應是核外電子的變化第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五二、人工放射性同位素1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷反應生成物P是磷的一種同位素，自然界沒有天然的，它是通過核反應生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五（1）利用它的射線三、放射性同位素的應用A、由于γ射線貫穿本領強，可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設備叫γ射線探傷儀．B、利用射線的穿透本領與物質(zhì)厚度密度的關系，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，也可以利用它殺菌、治病等第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五γ射線探傷儀鈷60第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五利用鈷60的γ射線治療癌癥（放療）第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期保存）棉花育種食品保鮮糧食保存第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五（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．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)的分布情況等，用通常的方法很難研究．如果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部位的放射性強度，上面的問題就很容易解決．第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五

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)．給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾?。?5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五檢漏、研究機件磨損、診斷疾病、分析生物分子結(jié)構等。第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五

原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴重的污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”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。四、輻射與安全第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五過量的放射性會對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用．

20世紀人們在毫無防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施：檢測輻射裝置全身污染檢測儀輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放鈾第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五（1）在核電站的核反應堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄（2）用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意識，盡可能遠離放射源放射性的防護第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五核反應堆外層的厚厚的水泥建筑第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五防護操作放射性物質(zhì)的設備在防護狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五1930年，德國科學家玻特和貝克用α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)，是不帶電的，射線的貫穿能力強，他們認為這是γ射線．經(jīng)檢測，射線的能量在10ＭeV左右，遠大于天然放射物質(zhì)衰變時發(fā)出的γ射線的能量．第23頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五1931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。結(jié)果竟從中打出能量約5.7MeV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γ射線，γ射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，γ光子的質(zhì)量近乎０，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動起來是合乎常理的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800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γ射線，那么光子的能量應達55MeV，這與實際測得的射線能量10MeV相去甚遠．這射線