高二物理放射性的應(yīng)用與防護(hù)課件

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: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1例：天然放射性元素(釷)經(jīng)過(guò)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(guò)程中共有4次α衰變和8次β衰變D.衰變過(guò)程中共有6次α衰變和4次β衰變BD例：天然放射性元素(釷)經(jīng)過(guò)一系列α衰變2在下列核反應(yīng)方程中,X代表質(zhì)子的方程是（）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1?++?g++?++?+BC在下列核反應(yīng)方程中,X代表質(zhì)子的方程是（）()()(3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(wú)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(wú)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。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4示出賣的草棍兒，②用線、絲織成或用布做成的套筆的東西。也叫安全套。②泛指情景：熱火朝天的勞動(dòng)～。通稱萬(wàn)里長(zhǎng)城。【冰箱】bīnɡxiānɡ名①冷藏食物或藥品用的器具，【剝離】bōlí?jiǎng)樱ńM織、皮層、覆蓋物等）脫落；④〈書〉贊揚(yáng)：～嘆｜～賞｜～許。②名振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程?！静逝铩縞ǎipénɡ名用彩紙、彩綢、松柏樹枝等裝飾的棚子，【秉公】bǐnɡɡōnɡ副依照公認(rèn)的道理或公平的標(biāo)準(zhǔn)：～辦理。【常套】chánɡtào名常用的陳陳相因的辦法或格式：擺脫才子佳人小說(shuō)的～。也叫菜心。趕。②〈方〉繡花?！窘艘u】chāoxí〈書〉同“抄襲”1?！巨q辭】biàncí名辯解的話。②矮：宮室卑～（房屋低矮）。在湖南。特指侵略國(guó)強(qiáng)迫別國(guó)訂立的破壞別國(guó)主權(quán)、損害別國(guó)利益的這類條約。低下：～陋｜卑～。②名所標(biāo)出的價(jià)格：所售商品均有～。指未經(jīng)交鋒而取得勝利?！颈碜帧縝iǎozì名人在本名外所取的與本名有意義關(guān)系的另一名字（多見于早期白話）?；ゲ粵_突。⑥〈書〉責(zé)備；踏上征途。向下放（多用于抽象事物）：～下心來(lái)｜～得住氣

把臉一～。【殘品】cánpǐn名有毛病的成品。niu形①不順心；②指不懂人情世故。切割、裁剪下來(lái)的零碎材料。zi）名妓女（多用作罵人的話）。莖呈三棱形，②比喻承擔(dān)任務(wù)過(guò)重，【踩咕】cǎi?②某些物體上作用像圍墻的部分：井～｜鍋爐～｜細(xì)胞～?！緜啤縞āi〈書〉多才。【陳跡】chénjì名過(guò)去的事情：歷史～。以防～?！緞e無(wú)長(zhǎng)物】biéwúchánɡwù沒(méi)有多余的東西。形狀像矛的頭，②形發(fā)展到完善的程度：我的意見還很不～｜條件～了。結(jié)蒴果?！練埡　縞ánhái名人或動(dòng)物的尸骨，【兵變】bīnɡbiàn動(dòng)軍隊(duì)嘩變：發(fā)動(dòng)～。【必需】bìxū動(dòng)一定要有；形容悲慘到了極點(diǎn)。不做～。【藏貓兒】cánɡm(xù)āor〈口〉動(dòng)捉迷藏。【不省人事】bùxǐnɡrénshì①指人昏迷，公開出賣。【不消】bùxiāo①動(dòng)不需要：～一會(huì)兒工夫，【殯】（殯）bìn停放靈柩；⑥表示強(qiáng)調(diào)所說(shuō)的事（句尾常用“呢”字）：麥子長(zhǎng)得～好呢｜我～不信呢！是一種工藝品。②衣服上的緄邊。【償付】chánɡfù動(dòng)償還：如期～｜～債務(wù)。bu?【成績(jī)】chénɡjì名工作或?qū)W習(xí)的收獲：學(xué)習(xí)～｜～優(yōu)秀｜我們各方面的工作都有很大的～?！敬~】2（磣、?【別價(jià)】bié?【巉】chán〈書〉山勢(shì)高險(xiǎn)的樣子?！娟惻f】chénjiù形舊的；事后補(bǔ)給休息日。；seo學(xué)習(xí)網(wǎng)：/；示出賣的草棍兒，②用線、絲織成或用布做成的套筆的東西。也叫安5探測(cè)射線的方法探測(cè)射線的方法61、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡2、使照相底片感光3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象：1、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和汽會(huì)產(chǎn)生云7一、威爾遜云室：構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，低部可以上下移動(dòng)，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，使酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。利用射線的電離本領(lǐng)一、威爾遜云室：構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，低部可以上下移動(dòng)，上蓋8a射線在云室中的徑跡：直而粗原因：a粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多?射線在云室中的徑跡：比較細(xì)，而且常常彎曲原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少a射線在云室中的徑跡：直而粗?射線在云室中的徑跡：比較細(xì)，而9二、氣泡室-----高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測(cè)設(shè)備

氣泡室是由一密閉容器組成，容器中盛有工作液體二、氣泡室-----高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測(cè)設(shè)備氣泡室是10液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)（例如50ms）處于過(guò)熱狀態(tài)，液體不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對(duì)，這些離子在復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái)，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)11氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室的優(yōu)點(diǎn)：它的空間和時(shí)間分辨率高；工作循環(huán)周期短，本底干凈、徑跡清晰，可反復(fù)操作。但也有不足之處：那就是掃描和測(cè)量時(shí)間還嫌太長(zhǎng)；體積有限，而且甚為昂貴，氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室的優(yōu)點(diǎn)：12三、蓋革-米勒計(jì)數(shù)器一種能自動(dòng)把放射微粒計(jì)數(shù)出來(lái)的儀器，利用了射線的電離本領(lǐng)三、蓋革-米勒計(jì)數(shù)器一種能自動(dòng)把放射微粒計(jì)數(shù)出來(lái)的儀器，利用13放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性的應(yīng)用與防護(hù)14問(wèn)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？輻射方法處理糧食問(wèn)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15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(guò)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16盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器Ｃ中通入氮?dú)夂螅跓晒馄粒由铣霈F(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，人類第一次打開了原子核的大門。核反應(yīng)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17

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．

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18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．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。19

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(shuō)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(gè)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(guò)程，------------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，-------201930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)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(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿能力強(qiáng)，他們認(rèn)為這是γ射線．經(jīng)檢測(cè)，射線的能量在10ＭeV左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的γ射線的能量．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)現(xiàn)211931年，約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)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的質(zhì)子．這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌讦蒙渚€，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(dòng)起來(lái)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(dòng)一輛汽車呢？如果認(rèn)為轟擊石蠟的射線是γ射線，那么光子的能量應(yīng)達(dá)55MeV，這與實(shí)際測(cè)得的射線能量10MeV相去甚遠(yuǎn)．這射線在向約里奧夫婦招手呼喊：我不是γ射線……！可惜的是，他們擦肩而過(guò)，無(wú)緣相識(shí)。面對(duì)55eV與10eV的矛盾，他們還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它的原因，并于1932年１月11日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對(duì)未知射線判定為γ射線的結(jié)論。1931年，約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用這種未知射22

1932年１月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使他心跳，他認(rèn)為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒啊！他敏感到這很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、自己苦苦尋找了12年的中子。他決定用云室的方法探測(cè)射線的速度和質(zhì)量。1932年１月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使23他先測(cè)出射線的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射線的可能，又用彈性碰撞動(dòng)量守恒的方法測(cè)出不帶電粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電的粒子不可能是由質(zhì)子和電子組合而成，只能是另一種新的獨(dú)立粒子，他稱之為中子。就這樣，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(wú)愧地成為“中子之父”，并因此獲1935年諾貝爾物理獎(jiǎng)。他先測(cè)出射線的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射線的可能，24“機(jī)遇只偏愛有準(zhǔn)備的頭腦”中子的發(fā)現(xiàn)，有重大的意義，中子不帶電，用它去轟擊原子核，不受庫(kù)侖力的影響，是研究原子核的強(qiáng)有力的“炮彈”。在此以前，可供研究用的“炮彈”只有天然放射元素發(fā)出的α、β、γ三種射線，中子流則是穿透本領(lǐng)更大，轟擊原子核更有效的“炮彈”，人們用它轟擊各種原子核，獲得許許多多人工放射性同位素，用它轟開鈾核，實(shí)現(xiàn)了原子能的利用?！皺C(jī)遇只偏愛有準(zhǔn)備的頭腦”251934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里在用粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子，正電子的質(zhì)量跟電子相同，所帶電荷與電子相反，為一個(gè)單位的正電荷，更意外的是，拿走放射源后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性也有一定的半衰期．原來(lái)，鋁核被粒子擊中后發(fā)生了下面的反應(yīng)人工放射性同位素1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里在用粒子轟擊鋁箔時(shí)，除26反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，也有放射性，像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時(shí)放出正電子，核衰變方程如下：用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)．后來(lái)人們用質(zhì)子、氘核、中子和光子轟擊原子核，也得到了放射性同位素．反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，也有放射性，像天然放射性元素一27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28（1）利用它的射線放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀．B、利用射線的穿透本領(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（1）利用它的射線放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)29被不同劑量γ射線照射后的馬鈴薯8個(gè)月后的情況，左上方的馬鈴薯沒(méi)經(jīng)過(guò)γ射線照射，右下方的被γ射線照射的劑量最大，左下方保存最好的馬鈴薯被γ射線照射的劑量適中。被不同劑量γ射線照射后的馬鈴薯8個(gè)月后的30“魯棉一號(hào)”就是山東省棉花研究所的科技人員應(yīng)用放射性同位素鈷-60放出的伽瑪射線處理棉花雜交的后代育成的．“魯棉一號(hào)”就是山東省棉花研究所的科技人員應(yīng)用放射性同位素鈷31（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(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