2019-2020年高三物理 第二十二章 原子核 四、放射性的应用与防护(备课资料).doc

备课资料2019-2020年高三物理 第二十二章 原子核 四、放射性的应用与防护(备课资料)伊伦居里（Irene Joliot-Curie18971956）于1897年9月12日生于巴黎，父亲皮埃尔居里，母亲玛丽居里都是著名科学家，尽管伊伦12岁时才上学读书，但从小就受到母亲对她进行的科学教育.玛丽居里与她的同事和朋友建立了一个合作小组，共同担负起对他们自己的子女进行自然科学教育的责任.其中玛丽居里教授物理，泡利、朗之万讲授数学，J.佩兰讲授化学.1909年，伊伦进入塞维内中学学习，第一次世界大战爆发之前得到学士学位，之后进入巴黎大学学习.第一次世界大战爆发后，伊伦作为护士为军队服务.起初，她协助母亲工作，在巴黎解放的几个月之前，为了她的安全，伊伦和她的孩子被安排去了瑞士.1946年，伊伦就任镭研究所主任，在1946年到1950年期间她还任法国原子能委员会的理事.1947年被苏联科学院选为通讯院士.由于缺乏防护，长期受X射线和射线辐照，伊伦的健康受到严重伤害，使她患了急性白血病，并于1956年3月17日不幸于巴黎.弗雷德里克约里奥居里（Frederic Joliot-Curie 19001958） 法国核物理学家.1900年3月19日生于巴黎，1958年8月14日卒于巴黎.1923年毕业于巴黎理化专科学校，1930年提出关于放射性元素电化学性质的博士论文，获博士学位.1937年任法兰西学院教授，1956年任镭研究所和巴黎大学奥尔赛研究所所长.F.约里奥-居里1925年在M.居里领导的镭研究所工作，从事钋的电化学研究.1930年在J.B.佩兰领导的物理化学研究所工作，利用威耳孙云室和磁场进行射线性质的研究.1931年起，和他的妻子I.约里奥-居里合作进行研究，曾在云室中拍摄到第一张由光子产生电子对的照片，并从镭D（210Pb）中提取出钋.他们利用钋的射线引起一些轻元素发生核反应，进行反应产物的研究，结果为中子的发现提供了重要依据.1933年在研究用射线打击铝产生的正电子射线时发现，即使在射线源移去后，最初几分钟之内仍有正电子放出，并证明其半衰期约为3.5分.他们认为这是通过核反应27Al(4He,n)30P生成了放射性的磷30，它以放射正电子的形式衰变为硅30.后来又用放射化学方法分离出磷30.由于合成新放射性核素，他们共获1935年诺贝尔化学奖.以后他们发现铀经中子轰击后产生的放射性物质中含有化学性质与镧相似的元素，为核裂变现象的发现提供了重要事实.铀裂变发现后，他们很快发现裂变中有多个中子和大量能量放出，预言可以实现链式反应，释放核能.F.约里奥-居里1943年当选为法国科学院院士.1945年10月法国成立原子能委员会，他任主席.1947年成为苏联科学院通讯院士，1949年成为院士.1950年任世界保卫和平委员会主席.约里奥居里夫妇的最主要的成就是发现了人工放射性.1934年，他们用钋的射线轰击铝箔，发现当源移去后，铝箔有放射性；其强度也随时间按指数规律下降.这种放射性是由粒子打在铝-27上发出一个中子而形成磷-30，磷-30不稳定，又放射出正电子而形成的.实际上，他们已经发现了一种新的放射性物质磷-30：2713Al+42He3015P+10n3015P3014Si+10e这就是I.居里所发现的人工放射性.他们还发现了其他一些由粒子所引起的核反应生成的人工放射性同位素.由于这一发现，他们在1935年获得诺贝尔化学奖.后来，F.约里奥-居里由于放射同位素在医学上应用的研究而当选为法国医学科学院院士.约里奥居里夫妇在正电子湮没、光子转化为电子对、从镭D（210Pb)中提取钋、用粒子轰击轻元素产生核反应、人工放射性的发现、铀受中子轰击后生成的放射性产物等研究方面都做出了贡献.约里奥-居里夫妇因合成新的放射性核素而共同获得了1935年诺贝尔化学奖.自从1934年约里奥居里夫妇有了这个重大发现以后，物理学家们研究和发展了他们的方法.越来越多的、更大的粒子加速器问世了，从此，科学家们几乎能制取到每一种元素的放射性同位素.目前，所知的二千种以上的放射性同位素中，绝大多数都是人工制造的.现在，放射性同位素不但已广泛地运用于工业、农业、商业和国防工业等各个领域，而且对于推动某些学科的研究也产生了重大的影响，特别是对化学、生物学和医学更起了巨大的推动作用.这就使原子（核）能的和平利用变成了现实，极大地造福于人类.同时，人造放射性核素的发现也为第一颗原子弹的制造提供了重要的启示.人类历史上第一颗原子弹的制造原理是费米提出的.然而，费米制造原子弹的程序完全是按照伊伦的人造放射性元素的理论和实践来编排的.伊伦约里奥-居里作为发现人造放射性同位素的先驱，其贡献将永远载入人类文明的史册.居里夫人亲眼看到伊伦取得了这样惊人的成就，她感到无比的欣喜和宽慰.她曾对小女儿艾芙说过，她确信伊伦会因发现人造放射性同位素而获得诺贝尔奖的.可惜，她却没有能活到这一天.约里奥居里夫妇还取得了另外一个可喜的成果.他们为爱因斯坦的“质能关系”的公式带来了可靠的证据：某些拥有能量的辐射是具体的粒子组成的，而原子质量的消减亦可相应地释放出能量来.他们所取得的这个成果立刻传遍了世界，轰动一时.就像居里夫妇一样，伊伦和弗雷德里克既是生活道路上志同道合的伴侣，又是科学研究领域中辛勤耕耘的忠实合作者.在战后的岁月里，他们主持建立了法国原子能委员会，伊伦是委员会的领导成员之一.作为第一、二两次世界大战的亲身经历者，他们深知不义的战争给人类带来的灾祸.尤其是作为一个杰出的科学家，当战争贩子利用核武器对人类进行新的战争威胁时，他们更感到自身责任重大.正如弗雷德里克所庄严宣布的：“科学家的天职叫我们应当继续奋斗，彻底揭露自然界的奥秘，掌握这些奥秘便能在将来造福人类.但同时我们应当下决心参加社会劳动，和人民一起保证我们的发现只供和平之用.”他们积极致力于世界的和平事业，为保证科学发明用于增进人类的富裕与幸福而努力奋斗着.约里奥居里夫妇竭诚致力于人类和平事业的行动使一小撮反动分子大为恼怒.当时，弗雷德里克是法国科学研究院院长和法国原子能委员会主席，因他勇敢而直言不讳地反对核武器的发展计划而触犯了法国当局.1950年，法国当局借口弗雷德里克有共产党嫌疑而罢免了他的一切职务.1951年，伊伦也受到株连而被迫退出了原子能委员会；由于伊伦的政治观点，同年，美国化学学会也除去了她的会员资格.这种对和平事业的挑衅，激起了世界公正舆论的强烈抗议.这些突如其来的打击，影响了她们在学术上取得更大的成就.