放射性的应用与防护

2023-2-819.4 放射性的应用与防放射性的应用与防护护2023-2-8复习回顾：复习回顾：1、什么是原子核的衰变？、什么是原子核的衰变？2、原子核的衰变有什么样的规律、原子核的衰变有什么样的规律原子核放出原子核放出a粒子或粒子或粒子，由于核粒子，由于核电荷数变了，而变成另一种原子核。电荷数变了，而变成另一种原子核。1）、衰变时电荷数和质量数都守恒）、衰变时电荷数和质量数都守恒2）、衰变过程不可逆，所以用箭头，不用）、衰变过程不可逆，所以用箭头，不用等号等号3）、）、由实验决定，不凭空编造由实验决定，不凭空编造2023-2-8问题情景：问题情景：为了使水果、蔬菜或其它的食物能存为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的时间长一些，能在长时间保持新放的时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有什么办法？鲜，你有什么办法？辐辐射射方方法法处处理理粮粮食食2023-2-8卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏上出现了闪光，这表明，有一种新在荧光屏上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比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打开了原子核的大门。一、核反应一、核反应粒子粒子铝铝箔箔荧荧光光屏屏氮气氮气显微镜显微镜2023-2-8 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁为了认定新粒子，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，质量是电相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质多倍。卢瑟福把它叫做质子质子的符号是子质子的符号是 H 或或 P在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹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布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多多万条万条粒子径迹中，发现了条产生分叉的粒子径迹中，发现了条产生分叉的记录记录 2023-2-8分分叉情况表明，叉情况表明，粒子击中氮核后，粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新生成一个新核，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的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核质子后变成了氧核 2023-2-8用用粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子粒子、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子、光子后发现的第三个基本粒子。HOHeN1117842147原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，的过程，-核反应核反应在核反应中，质量数和电荷数都守在核反应中，质量数和电荷数都守恒恒2023-2-8HOHeN1117842147核反应核反应：原子核在其他粒子的轰击：原子核在其他粒子的轰击 下产生新原子核的过程下产生新原子核的过程。注意：注意：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核反应是原子核的变化，化学核反应是原子核的变化，化学 反应是核外电子的变化反应是核外电子的变化2023-2-8nPAlHe103015271342二、人工放射性同位素二、人工放射性同位素1934年，约里奥年，约里奥居里和伊丽芙居里和伊丽芙居里居里 发现发现经过经过粒子轰击的铝片中含有放射性磷粒子轰击的铝片中含有放射性磷30反应生成物反应生成物P是磷的一种同位素，自是磷的一种同位素，自然界没有天然的然界没有天然的 磷磷30 ，它是通过，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。核反应生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素位素2023-2-8与天然的放射性物质相比，人造放射性与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：同位素：1、放射强度容易控制、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短、半衰期更短4、放射性废料容易处理、放射性废料容易处理2023-2-8（1）利用它的射线）利用它的射线三、放射性同位素的应用三、放射性同位素的应用A、由于、由于射线贯穿本领强，可以用来射线贯穿本领强，可以用来射线检射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤仪射线探伤仪B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关、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，从而的高度等，从而实现自动控制实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以体，以消除消除化纤、纺织品上的化纤、纺织品上的静电静电D、利用射线照射植物，引起植物变异而培、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它育良种，也可以利用它杀菌、治病杀菌、治病等等2023-2-8射线探伤仪射线探伤仪 钴钴602023-2-82023-2-8利用钴利用钴6060的的射线治疗癌症（放疗）射线治疗癌症（放疗）2023-2-8食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育棉花育种种食品保食品保鲜鲜粮食保粮食保存存2023-2-8（2）作为示踪原子：用于工业、农业及）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等生物研究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，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问题就很容易解决2023-2-8人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后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会聚集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘性同位素碘131，然后定时用探测器测量，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诊断甲状腺的器质性和功能性疾病2023-2-8检漏、研检漏、研究机件磨究机件磨损、诊断损、诊断疾病、分疾病、分析生物分析生物分子结构等。子结构等。2023-2-8原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污原子弹爆炸、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染，在利用放射性同位素给病人做“放疗放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就时，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，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。如果不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2023-2-8 2020世纪人们在毫无世纪人们在毫无防备的情况下研究防备的情况下研究放射性放射性遭原子弹炸后的广遭原子弹炸后的广岛岛2023-2-8为了防止有害的放射线对人类和自然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：的破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪仪辐射检测系辐射检测系统统辐射源的存辐射源的存放放铀铀2023-2-8（1 1）在核电站的核反）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄来防止放射线的外泄（2 2）用过的核废料要）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里箱内，并埋在深海里（3 3）在生活中要有防）在生活中要有防范意识，尽可能远离放范意识，尽可能远离放射源射源放射性的防护放射性的防护2023-2-8核反应堆外层的厚厚的水泥建核反应堆外层的厚厚的水泥建筑筑2023-2-8操作放射性物质的设备操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质在防护状态下操作放射性物质2023-2-8 (钍钍)经过一系列经过一系列和和衰变衰变,成为成为 (铅铅)()()Pb20882Th23290(A)铅核比钍核少铅核比钍核少24个中子个中子(B)铅核比钍核少铅核比钍核少8个质子个质子(C)共经过共经过4次次衰变和衰变和6次次衰变衰变(D)共经过共经过6次次衰变和衰变和4次次衰变衰变B D2023-2-82 2 下列四个方程中，下列四个方程中，x1 1 x2 2 x3 3 和和 x4 4各代表某种各代表某种粒子。粒子。4271342241232349023892103222111385495381023592)4()3()2(3)1(xAlHeMgxThUnHexHxXeSrnU以下判断中正确的是以下判断中正确的是 ()()A.A.x1 1是中子是中子 B.B.x2 2是质子是质子 C.C.x3 3是是粒子粒子 D.D.x4 4是氘核是氘核A C2023-2-83 在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a，b所示，由图可以判定：所示，由图可以判定：A.该核发生的是该核发生的是衰变衰变B.该核发生的是该核发生的是衰变衰变C.磁场方向一定是垂直纸面向里磁场方向一定是垂直纸面向里D.磁场方向向里还是向外不能判定磁场方向向里还是向外不能判定abB D