人教版物理选修2-3课件:5.3放射性同位素的应用-(共43页).ppt
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- 人教版 物理 选修 课件 5.3 放射性同位素 应用 43
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1、知识回顾伦琴夫人手指的伦琴夫人手指的X光照片光照片 伦琴发现了伦琴发现了X射射线,打开了一个全新线,打开了一个全新的领域,引起了许多的领域,引起了许多科学家的兴趣与关注。科学家的兴趣与关注。之后又发现了能够自之后又发现了能够自发放射出射线的元素,发放射出射线的元素,如钋和镭。如钋和镭。成分成分速度速度贯穿能力贯穿能力电离能力电离能力射线射线 氦原子核氦原子核1/10光速光速弱弱很容易很容易射线射线高速高速电子流电子流接近光速接近光速较强较强较弱较弱射线射线高能量高能量电磁波电磁波光速光速很强很强更小更小 放射性物质放射出的射线一共有三种:放射性物质放射出的射线一共有三种:射线、射线、射线、射线
2、、射线射线。 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间,叫做这种元素的要的时间,叫做这种元素的半衰期半衰期。 但是天然放射性元素的半衰期都比较长,但是天然放射性元素的半衰期都比较长,所以在实际应用中,很多应用的是人造放射性所以在实际应用中,很多应用的是人造放射性同位素,例如放射性失踪技术和医疗技术。同位素,例如放射性失踪技术和医疗技术。 考古学家用半衰期很长的放射性同位素碳考古学家用半衰期很长的放射性同位素碳14来作为时钟,来测量考古发掘物所经历的漫来作为时钟,来测量考古发掘物所经历的漫长时间,即,长时间,即,碳碳14鉴年技术鉴年技术。导入新课 既然我们
3、了解了同位素,那么我既然我们了解了同位素,那么我们赶紧看看它们有什么应用吧!们赶紧看看它们有什么应用吧!第三节第三节教学目标1、知识与能力、知识与能力了解放射性同位素应用的几个方面。了解放射性同位素应用的几个方面。理解放射性同位素各方面应用的原理。理解放射性同位素各方面应用的原理。对于每个应用能对于每个应用能举例说明。举例说明。2、过程与方法、过程与方法了解放射线示踪的原理,能列举它在了解放射线示踪的原理,能列举它在各方面的应用。各方面的应用。知道射线探伤和测厚技术原理及应用。知道射线探伤和测厚技术原理及应用。初步了解射线治疗的原理,知道放射初步了解射线治疗的原理,知道放射线治疗的三种方式。线
4、治疗的三种方式。初步了解射线育种、保存的原理。初步了解射线育种、保存的原理。了解射线电离技术应用实例。了解射线电离技术应用实例。3、情感态度与价值观、情感态度与价值观能够联系实际应用,帮助理解原理。能够联系实际应用,帮助理解原理。学会从实际生活中学习知识。学会从实际生活中学习知识。教学重难点1、重点、重点2、难点、难点掌握放射性同位素的应用。掌握放射性同位素的应用。了解每个应用的原理。了解每个应用的原理。每个应用的原理。每个应用的原理。本节导航1、放射线示踪、放射线示踪2、射线探伤和测厚、射线探伤和测厚3、射线治疗、射线治疗4、射线育种和消毒、射线育种和消毒5、射线电离技术、射线电离技术 有些
5、同位素具有放射性,叫做有些同位素具有放射性,叫做放射性放射性同位素同位素。天然存在的放射性同位素不过十几。天然存在的放射性同位素不过十几种。现在,用人工方法得到的放射性同位素种。现在,用人工方法得到的放射性同位素已达已达1000多种。多种。 放射性同位素技术已经广泛应放射性同位素技术已经广泛应用于国民经济的许多领域,在工业、用于国民经济的许多领域,在工业、农业、医学、资源环境、军事科研农业、医学、资源环境、军事科研诸多领域的应用已获得了显着的经诸多领域的应用已获得了显着的经济效益、社会效益、环境效益,是济效益、社会效益、环境效益,是核能利用的一个重要方面。核能利用的一个重要方面。 想一想想一想
6、 为什么人造放射性同位为什么人造放射性同位素应用比天然放射性物质应素应用比天然放射性物质应用广泛呢?用广泛呢? 和天然放射性物质相比,和天然放射性物质相比,人造放射性同位素人造放射性同位素的放射强度容易控制的放射强度容易控制,还可以制成各种所需的形,还可以制成各种所需的形状。特别是状。特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多它的半衰期比天然放射性物质短得多,因此放射性废料容易处理。由于这些优点,所以因此放射性废料容易处理。由于这些优点,所以在生产和科研中凡是用到射线时,用的都是人造在生产和科研中凡是用到射线时,用的都是人造放射性同位素,而不是天然放射性物质。放射性同位素,而不是天然放射性物质。解
7、释一下解释一下1、放射线示踪、放射线示踪 一种放射性同位素的原子核跟这种元素其他一种放射性同位素的原子核跟这种元素其他同位素的原子核具有相同数量的质子(只是中子的同位素的原子核具有相同数量的质子(只是中子的数量不同),因此核外电子的数量也相同,由此可数量不同),因此核外电子的数量也相同,由此可知,知,一种原子的各种同位素都有相同的化学性质一种原子的各种同位素都有相同的化学性质。这样,我们就可以用放射性同位素来制成各种化合这样,我们就可以用放射性同位素来制成各种化合物,这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所物,这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应,但是却带有有化学反应,但是却带有
8、“放射性标记放射性标记”,用仪器,用仪器可以探测出来,这种原子叫做可以探测出来,这种原子叫做示踪原子示踪原子。名词解释名词解释 那么,通过放射性探测仪检测上述示踪原那么,通过放射性探测仪检测上述示踪原子所在的位置、强度和停留时间的技术叫做子所在的位置、强度和停留时间的技术叫做放放射性示踪技术射性示踪技术。 下面我们来看一下放射性示踪技术在下面我们来看一下放射性示踪技术在农业农业技术、医疗技术技术、医疗技术和和工业技术工业技术中的广泛应用。中的广泛应用。 农业技术农业技术 用放射性同位素制成肥料和农药,利用探测用放射性同位素制成肥料和农药,利用探测器可以了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸器可以
9、了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸收过程、吸收效率以及在做物体体内的分布。收过程、吸收效率以及在做物体体内的分布。想一想想一想 棉花在结桃、开花的时候需棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥,但是什么时候的要较多的磷肥,但是什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能停吸收率最高、磷在作物体内能停留多长时间、磷在作物体内分布留多长时间、磷在作物体内分布情况如何呢?情况如何呢? 我们知道,把磷肥喷在棉花叶子上,磷我们知道,把磷肥喷在棉花叶子上,磷肥也能被吸收。那么我们可以用放射性同位肥也能被吸收。那么我们可以用放射性同位素磷素磷30制成肥料,喷洒在棉花页面上,然后制成肥料,喷洒在棉花页面上,然后每隔一定
10、时间用探测器测量棉株各部位的放每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度,就能研究棉花对肥料的吸收情况。射性强度,就能研究棉花对肥料的吸收情况。棉花棉花 医疗技术医疗技术 在医疗技术上,由于人体不同组织对不同在医疗技术上,由于人体不同组织对不同元素的吸收率不同,可将用放射性同位素制成元素的吸收率不同,可将用放射性同位素制成的药物注入人体,用探测器探测示踪原子在人的药物注入人体,用探测器探测示踪原子在人体组织中的放射强度,这些数据经过电脑分析体组织中的放射强度,这些数据经过电脑分析后,病人体内的情况就转化影像显现出来,从后,病人体内的情况就转化影像显现出来,从而可以诊断它们的病变。而可以诊断
11、它们的病变。好神奇啊!好神奇啊! 例如,人体甲状腺的工作需要碘,碘被吸例如,人体甲状腺的工作需要碘,碘被吸收后聚集在甲状腺内,给人注射碘的放射性同收后聚集在甲状腺内,给人注射碘的放射性同位素位素碘碘131,然后定时用探测器测量甲状腺及,然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度,有助于诊断甲状腺的器邻近组织的放射强度,有助于诊断甲状腺的器性质和功能性疾病。性质和功能性疾病。 又如,肿瘤细胞比正常细胞能吸收更多的又如,肿瘤细胞比正常细胞能吸收更多的放射性元素,由此可以诊断肿瘤形成的部位。放射性元素,由此可以诊断肿瘤形成的部位。 再如,再如,锝锝99可用来做脑部扫描,帮助医生可用来做脑部扫描,
12、帮助医生诊断脑部疾病。诊断脑部疾病。 工业技术工业技术放射新性示踪在工业技术中同样有广泛的应用。放射新性示踪在工业技术中同样有广泛的应用。 例如,将放射性同位素注入输油和输气管中,例如,将放射性同位素注入输油和输气管中,用探测器可以挖掘管道破裂和泄漏的位置,从而用探测器可以挖掘管道破裂和泄漏的位置,从而避免大规模的挖掘(如上页的图片)。避免大规模的挖掘(如上页的图片)。 又如,如果在制造内燃机汽缸活塞的材料又如,如果在制造内燃机汽缸活塞的材料中掺入放射性同位素,然后用探测器检测润滑中掺入放射性同位素,然后用探测器检测润滑油中的放射性强度,就可以了解活塞中的磨损油中的放射性强度,就可以了解活塞中
13、的磨损情况。情况。2、射线探伤和测厚、射线探伤和测厚 射线射线贯穿本领强贯穿本领强的特点可以用于探伤和的特点可以用于探伤和测厚,射线探伤和测厚技术不仅是测厚,射线探伤和测厚技术不仅是“非破坏非破坏”的,而且是无接触的。的,而且是无接触的。 射线探伤射线探伤 常用于探伤的射线常用于探伤的射线有有x光和同位素发出的光和同位素发出的射线,分别称为射线,分别称为x光探伤光探伤和和射线探伤。射线探伤。 射线探伤射线探伤 当当射线穿过或照射线穿过或照射物质时,该物质的密射物质时,该物质的密度越大,射线强度减弱度越大,射线强度减弱得越多,探伤机即射线得越多,探伤机即射线能穿透过该物质的强度能穿透过该物质的强
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