高中物理 19_4 放射性的应用与防护学案 新人教版选修3-5

课时19.4放射性的应用与防护1.知道什么是核反应，会写人工转变的核反应方程。2.知道什么是放射性同位素，了解人造和天然放射性物质的主要不同点。3.了解放射性同位素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，了解防范放射性的措施，建立防范意识。1.核反应(1)原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒和电荷数守恒。(2)发现质子的核反应方程NHeOH，发现者：卢瑟福 。2.人工放射性同位素(1)放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫作放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。(2)人工放射性同位素的发现：发现磷同位素的核反应方程HeAlPn，发现者约里奥居里夫妇。(3)人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。3.放射性同位素的应用(1)利用射线来测量金属的厚度，实行生产的自动控制。(2)利用射线破坏癌细胞。(3)利用射线照射种子会使种子的遗传基因发生变异，从而培育优良品种，还可以延长食物的保存期。(4)放射性元素与其同位素具有相同的化学性质，放射性元素还可以做“示踪原子”，用于生物研究。4.辐射与安全安全剂量之内的辐射对人体没有危害，过量的射线对人体组织有破坏作用，因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，同时要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。主题1：核反应情景：阅读教材中“核反应”内容，思考下面的问题。问题：什么是核反应?核反应与衰变有何异同?书写核反应方程遵循什么原则?主题2：人工放射性同位素情景：人工放射性同位素主要利用裂变反应堆和粒子加速器制备。通过反应堆制备有以下两个途径。利用反应堆中产生的强中子流照射靶核，靶核俘获中子而成为放射性核；利用中子引起重核裂变，从裂变产物中提取放射性同位素。用加速器制备的途径主要是带电粒子引起的核反应产生放射性核。利用反应堆生产的产量高、成本低，是人工放射性同位素的主要来源。用反应堆生产的是丰中子同位素，因此它们通常具有-放射性。用加速器生产的则相反，往往是缺中子同位素，因而一般具有+放射性，而且多数的半衰期短。在目前所知的大约2000种同位素中， 绝大多数是人工放射性同位素。它们在科学研究和生产实践中起着重要作用，如核电站的核燃料钚239和常用的医疗用放射源钴60。阅读教材中“人工放射性同位素”部分的内容，回答下列问题。问题：什么是人工放射性同位素?它有何特点?主题3：放射性同位素的应用情景：阅读教材中“放射性同位素的应用”内容，思考下列问题。问题：放射性同位素有哪些应用?1.(考查核反应方程)完成下列核反应方程，指出核反应的类型。N+HeO+，核反应类型：。UTh+ ，核反应类型：。2.(考查放射性同位素)放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为()A.放射性同位素不改变其化学性质B.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D.放射性同位素容易制造3.(考查放射性同位素的应用)关于放射性同位素的说法正确的是()A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B.输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算D.放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变4.(考查示踪原子的应用)放射性同位素可作为示踪原子，例如，在医学上可以确定肿瘤的位置。今有四种不同的放射性同位素R、P、Q、S，它们的半衰期分别为半年、38天、15天和2天，则应选用的同位素是()A.SB.QC.PD.R拓展一：核反应1.核反应方程NHeOH是发现质子的核反应方程。关于这个方程，下列说法正确的是()A.这个核反应方程是人类首次实现的原子核的人工转变B.完成这个核反应方程实验的科学家是卢瑟福C.这个核反应方程利用了放射源放出的射线D.这个核反应方程利用了放射源放出的射线2.图示为云室内用粒子轰击氮核生成一个新核放出一个质子的示意图，则发生核反应前粒子的径迹是，核反应后生成的新核是，新核的径迹是，质子的径迹是，核反应方程是。拓展二：核反应中的动能与动量3.一静止的硼核(B)吸收一个慢中子(速度可忽略)后，转变成锂核(Li)并发出一个粒子。已知该粒子的动能为1.8 MeV，求锂核的动能。参考答案知识体系梳理质量数电荷数OH卢瑟福化学性质Pn厚度癌变异示踪原子破坏操作规程重点难点探究主题1：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应，也叫原子核的人工转变。用一些微观粒子，如质子、中子、粒子甚至光子等，可使一些原子核实现转变。衰变是指原子核自发放出射线，变成新的原子核。核反应方程和衰变方程一样，也遵循两个守恒，质量数守恒和电荷数守恒。主题2：有些同位素具有放射性，叫作放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。用某种粒子轰击一些原子核，会生成自然界没有的、具有放射性的元素，这种元素就叫人工放射性同位素。例如，居里夫妇用粒子轰击铝，得到人工放射性同位素磷P，核反应方程是AlHePn。人工放射性同位素与天然放射性物质相比，具有的优点是放射强度容易控制；容易制成所需形状；半衰期短；废料容易处理。主题3：放射性同位素主要应用有以下两点。一是利用它的射线。例如，利用射线进行探伤，医疗上用于放疗，培育新品种，延长保质期，等等。二是作为示踪原子。基础智能检测1.H人工转变He衰变2.ABC3.B4.A全新视角拓展1.ABD【解析】1911年，卢瑟福利用放射源放出的射线轰击氮原子核，产生了氧17和一个新发现的粒子质子，这是人类首次实现的原子核的人工转变。故正确选项是A、B、D。2.b氧核acN+HeO+H【解析】本题考查粒子轰击氮核生成一个氧核并放出一个质子的实验。b是核反应前粒子的径迹；a是核反应后生成的新核的径迹，新核是氧核；c是质子的径迹。核反应方程是：N+HeO+H。3.1.03 MeV【解析】核反应方程：B+nLiHe，发生核反应时动量守恒。设粒子和锂核的质量、速度、动能分别为：m1，m2；v1，v2；Ek1，Ek2则有m1v1=m2v2所以Ek2=m2=Ek1=1.8 MeV=1.03 MeV。