新步步高2015-2016学年高二物理[人教版]选修3-5培训教材：194放射性应用与防护.ppt

第十九章 原子核 第4节 放射性的应用与防护 人教版选修3-5 卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α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，人类第一次打开了原子核的大门。 一、核反应 α粒子 铝箔 荧光屏 氮气 显微镜 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1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是 H 或 P 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的过程．英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α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的记录． 分叉情况表明，α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，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． 用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，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，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，------------核反应 在核反应中，质量数和电荷数都守恒 核反应：原子核在其他粒子的轰击　　　 下产生新原子核的过程。 注意：　　　　　　　　　　　 １．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 反应是核外电子的变化 二、人工放射性同位素 1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里 发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷 反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的 ，它是通过核反应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 与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素： 1、放射强度容易控制 2、可以制成各种需要的形状 3、半衰期更短 4、放射性废料容易处理 （1）利用它的射线 三、放射性同位素的应用 A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪． B、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 C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电 D、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 γ射线探伤仪 钴60 利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗） 食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存） 棉花育种 食品保鲜 粮食保存 （2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等. 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． 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131，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． 检漏、研究机件磨损、诊断疾病、分析生物分子结构等。 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“放疗”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，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。 四、辐射与安全 过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用． 20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性 遭原子弹炸后的广岛 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： 检测辐射装置 全身污染检测仪 辐射检测系统 辐射源的存放 铀 （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 （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 （3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源 放射性的防护 核反应堆外层的厚厚的水泥建筑 防护 操作放射性物质的设备 在防护状态下操作放射性物质 1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线．这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量在10ＭeV左右，远