第十九章原子核節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)

第十九章原子核節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二1、知道什么是核反應(yīng)，會(huì)寫(xiě)出人工轉(zhuǎn)變方程。2、知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物質(zhì)的主要不同點(diǎn)。3、了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。4、知道放射性污染及其對(duì)人類(lèi)和自然產(chǎn)生的嚴(yán)重危害，了解防范放射線(xiàn)的措施，建立防范意識(shí)。第2頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二通過(guò)教學(xué)引導(dǎo)，引入教學(xué)，了解人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反應(yīng)方程及反應(yīng)過(guò)程中遵循的規(guī)律，并了解同位素及人造同位素之間的不同，了解防范放射線(xiàn)的措施滲透和安全地開(kāi)發(fā)利用自然資源的教育。第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，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，有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過(guò)鋁箔，撞擊在s屏上，這種粒子肯定是在α粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福通過(guò)人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類(lèi)第一次打開(kāi)了原子核的大門(mén)。一、核反應(yīng)α粒子鋁箔熒光屏氮?dú)怙@微鏡第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，測(cè)出了它的質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)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(hào)是H或P。在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn)，還可以根據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變的過(guò)程。英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬(wàn)多張照片的40多萬(wàn)條α粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了８條產(chǎn)生分叉的記錄。

第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二分叉情況表明，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(xì)而長(zhǎng)。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(xiě)出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核。第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二用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(lèi)似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說(shuō)明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類(lèi)繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。核反應(yīng)：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程。第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二１。核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒。２。核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化。注意：第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。二、人工放射性同位素

1932年，居里夫婦用α粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性強(qiáng)的輻射，后來(lái)被確定為中子流。1934年，查德威克在用α粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，除了測(cè)到中子流外，還探測(cè)到了正電子。注意：1、放射性同位素與放放射性元素一樣，都有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣。2、放射性同位素衰變可生成另一種新元素。3、可以用人工的方法得到放射性同位素。4、放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。第9頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：①放射強(qiáng)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10頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二放射性的應(yīng)用射線(xiàn)應(yīng)用示蹤原子探傷儀培育新種保存食物消除有害靜電消滅害蟲(chóng)治療惡性腫瘤農(nóng)作物檢測(cè)診斷器質(zhì)性和功能性疾病生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究三、放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、和科學(xué)研究等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用是沿著利用它的射線(xiàn)和作為示蹤原子兩個(gè)方向展開(kāi)的。第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二（1）利用它的射線(xiàn)A、由于γ射線(xiàn)貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)γ射線(xiàn)檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線(xiàn)探傷儀B、利用射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制C、利用射線(xiàn)使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線(xiàn)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12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二γ射線(xiàn)探傷儀鈷60發(fā)出的γ射線(xiàn)能穿透70cm厚的金屬材料，使底片感光，從而可以檢查出有沒(méi)有缺陷存在和缺陷所在的部位。照片底片缺陷鈷60金屬元件第13頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第14頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二利用鈷60的γ射線(xiàn)治療癌癥（放療）第15頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長(zhǎng)，長(zhǎng)期保存）棉花育種食品保鮮糧食保存第16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)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(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)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(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問(wèn)題就很容易解決。（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等。第17頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二人體甲狀腺的工作需要碘。碘被吸收后會(huì)聚集在甲狀腺內(nèi)。給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病。第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二檢漏、研究機(jī)件磨損、診斷疾病、分析生物分子結(jié)構(gòu)等。植物吸收了放射性磷-32后的照片第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”時(shí)，如果放射性的劑量過(guò)大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過(guò)量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危害。四、輻射與安全第20頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期二過(guò)量的放射性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類(lèi)和自然界產(chǎn)生破壞作用。20世紀(jì)人們?cè)诤翢o(wú)