高中物理19.4放射性的应用与防护课件新人教版选修3-5.ppt

1、 4 4 放射性的应用与防护放射性的应用与防护1知道什么是核反应，会写出人工转变方程。知道什么是核反应，会写出人工转变方程。2知道什么是放射性同位素人工放射性同位素。知道什么是放射性同位素人工放射性同位素。3了解放射性在生产和科学领域的应用。了解放射性在生产和科学领域的应用。4知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。解防范放射线的措施，建立防范意识。学 习 目 标 通过卢瑟福用通过卢瑟福用 粒子轰击氮原子核，产生氧的一种同粒子轰击氮原子核，产生氧的一种同位素，引入教学，了解人工转变的两个核反应方程及反应位

2、素，引入教学，了解人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律过程中遵循的规律，并了解同位素及人造同位素之间的区，并了解同位素及人造同位素之间的区别，了解防范放射线的措施，渗透安全地开发利用自然资别，了解防范放射线的措施，渗透安全地开发利用自然资源的教育。源的教育。设 计 思 路 卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏 S上出现上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比了闪光，这表明，有一种新的能量比 粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在 S屏上，这种粒子肯定是在屏上，这种粒子肯定是在 粒子击中某个氮核而使该核发生变化

3、时放粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。开了原子核的大门。粒子粒子铝铝箔箔荧荧光光屏屏氮气氮气显微镜显微镜新 课 讲 授 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的 1800 多倍。多倍。卢瑟福把它叫做质子。质子的符号是卢瑟福把它叫做质子。质子的符号是 H 或或 p。

4、在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变过程。英在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变过程。英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的 40 多万条多万条 粒子径迹中，粒子径迹中，发现了发现了 8 条产生分叉的记录。条产生分叉的记录。分叉情况表明，分叉情况表明，粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，子。新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长。根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这故径迹细

5、而长。根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核。个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核。1441717281NHeO+H 用用粒子、质子、中子等去轰击其他元素的原子核，也都产生类似粒子、质子、中子等去轰击其他元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。核反应核反应 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程

6、。过程。注意：注意：1.核反应中，质量数与电荷数守恒。核反应中，质量数与电荷数守恒。2.核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化。变化。1932 1932年，居里夫妇用年，居里夫妇用粒子轰击铍、铝、粒子轰击铍、铝、硼等元素，发现了前所未有的穿透性强的辐硼等元素，发现了前所未有的穿透性强的辐射，后来被确定为中子流。射，后来被确定为中子流。1934 1934年，查德威克在用年，查德威克在用粒子轰击铍、粒子轰击铍、铝、硼等元素，除了测到中子流外，还探测铝、硼等元素，除了测到中子流外，还探测到了正电子。到了正电子。274301132150AlHeP+n

7、3030015141PSi+e有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素的优点：与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素的优点：1.1.放射强度容易控制放射强度容易控制2.2.可以制成各种需要的形状可以制成各种需要的形状3.3.半衰期更短半衰期更短4.4.放射性废料容易处理放射性废料容易处理注意：注意：1.1.放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样。变规律一样。2.2.放射性同位素衰变可生成另一种新元素。放射性同位素衰变可生成另一种新元素。3.3.可

8、以用人工的方法得到放射性同位素。可以用人工的方法得到放射性同位素。4.4.放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质。学性质。放射性同位素在农业、医疗卫生和科学研究等许多方放射性同位素在农业、医疗卫生和科学研究等许多方面得到了广泛的应用。面得到了广泛的应用。水果保鲜水果保鲜放放射射治治疗疗辐辐射射育育种种 X 射线金射线金属镀层测属镀层测厚仪厚仪放放射射性性的的应应用用射线应用射线应用示踪原子示踪原子探伤仪探伤仪培育新种培育新种保存食物保存食物消除有害静电消除有害静电消灭害虫消灭害虫治疗恶性肿瘤治疗恶性肿瘤农作物检测农作物检测诊断

9、器质性和功能性疾病诊断器质性和功能性疾病生物大分子结构及功能研究生物大分子结构及功能研究1.利用它的射线利用它的射线（1）由于由于 射线贯穿本领强，可以用射线贯穿本领强，可以用 射线检查金属内部有没射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫有砂眼或裂纹，所用的设备叫 射线探伤仪。射线探伤仪。（2）利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产）利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制。品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制。（3）利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、）利用射线使空气电离而把空气变

10、成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电。纺织品上的静电。（4）利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用）利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等。它杀菌、治病等。照片照片底片底片缺陷缺陷钴钴60金属元件金属元件钴钴 60 发出的发出的 射线能穿透射线能穿透 70 cm厚的金属材料，使照相底片感光，从而厚的金属材料，使照相底片感光，从而可以检查出有没有缺陷存在和缺陷所在的部位。可以检查出有没有缺陷存在和缺陷所在的部位。粮食粮食保存保存水果保鲜水果保鲜辐辐射射育育种种例例 1.“刀刀”可以在病人清醒状态下，在较短的时间内完成可以在病人清醒状态下，在较短的时间内

11、完成手术。这主要是利用了手术。这主要是利用了射线的射线的 （）A.穿透本领穿透本领 B.衍射能力衍射能力 C.电离能力电离能力 D.具有很高的能量具有很高的能量AD典 例 探 究典 例 探 究例例 2.关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（）A.利用含有放射性碘利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况的油，检测地下输油管的漏油情况 B.利用利用 射线的贯穿性可以为金属探伤，也能代替射线的贯穿性可以为金属探伤，也能代替“X光光”对人对人体更好的透视体更好的透视 C.用放射线照射作物种子能使其用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其

12、结果一定是发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种成为更优秀的品种 D.用用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害组织造成太大的危害AD典 例 探 究典 例 探 究 棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究。如果用磷长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法

13、很难研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决。量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决。2.作为示踪原子作为示踪原子 人体甲状腺的工作需要碘。碘被吸收后会聚集在甲状腺内。给人注射人体甲状腺的工作需要碘。碘被吸收后会聚集在甲状腺内。给人注射碘的放射性同位素碘碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放，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质性和功能性疾病。射强度，有助于诊断甲状腺的器质性

14、和功能性疾病。原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做病人做“放疗放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。注意也会对人体造成巨大的危害。四、辐射与安全四、辐射与安全原子弹爆炸后的广岛原子弹爆炸后的广岛切尔诺贝利核泄漏切尔诺贝利核泄漏现场辐射检测现场辐射检测辐射检测仪辐射检测仪 为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施有效的防范措施安全存放辐射源安全存放辐射源1.在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄。在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄。2.用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里。用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里。3.在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源。在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源。