高中物理 第十九章 原子核 4 放射性的应用与防护学案 新人教版选修3-5.doc

4放射性的应用与防护1原子核的人工转变(1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。(2)核反应的规律：反应前后电荷数守恒、质量数守恒。(3)原子核人工转变的三大发现：1919年卢瑟福发现质子的核反应：nheoh1932年查德威克发现中子的核反应：behe6cn1934年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：alhepn；psie(4)人工放射性同位素的优点放射强度容易控制；可以制成各种所需的形状；半衰期比天然放射性物质短，废料容易处理。【例1】 完成下列各核反应方程并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的。(1)bhen()；(2)be()cn; (3)al()mgh; (4)nheo()；(5)uth()；(6)na()nah；(7)alhen()；psi()。解析：(1)bhenn。(2)behecn，此核反应是查德威克首次发现了中子。(3)alnmgh。(4)nheoh，此核反应是卢瑟福首次发现了质子。(5)uthhe。(6)nahnah。(7)alhenp(磷30放射性同位素)，psie(正电子)，此核反应是约里奥居里夫妇首次发现了正电子。答案：(1)n(2)he(3)n(4)h(5)he(6)h(7)pe2放射性同位素的应用(1)利用它放射出的射线利用钴60放射出的贯穿本领很强的射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫射线探伤。利用放射线的贯穿本领，可用来检查某些产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控制生产过程。利用射线的电离作用，放射线能使空气电离，从而可以消除静电积累，防止静电产生的危害。利用射线对生物组织的物理、化学反应，使种子发生变异，培育优良品种。利用放射线的能量，轰击原子核实现原子核的人工转变。在医疗上，常用以控制病变组织的扩大。(2)作为示踪原子在工业上可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况。在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间。在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤的部位和范围。在生物科学研究方面，放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内物化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，阐明了一系列重大问题，如遗传密码、rnadna逆转录等，使人类对生命的基本现象的认识开辟了一条新的途径。【例2】 关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是()a利用射线使空气电离，把静电荷导走b利用射线照射植物的种子，使产量显著增加c利用射线来治疗肺癌、食道癌等疾病d利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子解析：选项剖析结论a射线的电离作用很弱，应利用射线的电离作用b射线对生物具有物理化学作用，照射种子可使基因变异，可用于放射性治疗，射线不具有生物作用cd同位素的核外电子数相同，化学性质相同，放射性同位素带有“放射性标记”，可用探测器探测到答案：d3放射性的污染与防护污染与防护举例与措施说明污染核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的射线与中子流核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护尽量减少受辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用。铅的屏蔽作用最好【例3】 贫铀是从天然铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可以长期危害环境。下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是()由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害 爆炸后的弹片不会对人体产生危害铀238的衰变速率很快铀的半衰期很长abcd解析：贫铀合金具有高密度、高强度、高韧性的特点，用贫铀合金作弹芯可摧毁坚固的建筑物和装甲目标；爆炸后的弹片存在放射性，对人体造成危害；铀的半衰期长，残留物分布广泛，清理困难，所以贫铀弹的使用会造成环境灾难。故选项c正确。答案：c4核反应方程的书写原则和方法(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接。(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据电荷数守恒和质量数守恒凭空杜撰生成物。(3)书写核反应方程时，应先将已知的原子核和未知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置，然后再根据质量数守恒和电荷数守恒确定未知的原子核或未知粒子的质量数和电荷数，最后根据其电荷数确定是哪种元素或粒子，在适当位置填上它们的符号。【例4】铂元素的同位素pt的制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶be产生快中子；(2)用快中子轰击汞hg，反应过程可能有两种：生成pt，放出氦原子核；生成pt，放出质子、中子；(3)生成的pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞hg。写出上述核反应方程式。解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程。(1)behbn(2)hgnpthehgnpt2hn(3)ptaue；auhge答案：见解析5同位素与“放射性同位素”(1)同位素是同一种元素，具有相同的质子数和核外电子数，因此同位素具有相同的化学性质。(2)同位素的中子数不同，物理性质不一定相同。(3)同位素不一定都具有放射性，某元素具有放射性，其同位素不一定具有放射性；具有放射性的同位素称为“放射性同位素”。【例5】 关于同位素的下列说法中，正确的是()a一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同b一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同c同位素都具有放射性d互称同位素的原子含有相同的质