江苏省宝应县画川高级中学高中物理 3.3.4放射性的应用、危害与防护导学案（无答案）新人教版选修35.doc

课题： 3.4放射性的应用、危害与防护 3.4原子核的结合能 姓 名： 学号： 班级：高二（ ）班知识与技能目标：1、知道放射性同位素的特性与应用，了解放射性污染及如何防护。2、知道什么是结合能、比结合能，并且会进行计算。教学重点、难点：导 学 过 程新授：一、放射性的应用1、利用射线的特性（阅读课本总结）（1）射线：（2）射线：（3）射线：2、作为示踪原子由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质，如果在某种元素掺进一些放射性同位素，那么元素无论走到哪里，它的放射性同位素也经过同样的过程而放射性元素不断放出射线，再利用仪器探测这些射线，即可知道元素的行踪例如：在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料，吸收多少利用示踪原子还可以检查输油管道上的漏油位置在生物学研究方面同位素示踪技术也起着十分重要的作用，如结晶牛胰岛素的人工合成以及遗传密码，细胞膜受体，rnadna逆转录等，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径3、利用衰变特性（考古）4、其他应用勘探矿藏、寻找石油等。二、放射性的危害与防护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，如原子弹爆炸，核电站泄露等为了防止一些人工合成的放射性物质以及一些天然物质所放出的过量放射性对人类和自然界的破坏，人们需要采取有效的防范措施如：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；用过的核废料要放在很厚的重金属箱内，并埋在深海里等。天然放射线组成：（1） 。（2） 。防护基本方法： ； ； ； ；三、原子核的结合能1、结合能： 。2、由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用强大的光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。 从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22mev时，这个反应才会发生.相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22mev的能量。四、原子核结合能的计算1、质量亏损： 。注意质量亏损，是核反应前的原子核的总质量减去核反应后的原子核的总质量叫做质量亏损， 。造成反应前后原子核的总质量不守恒的原因是：产物中的光子或其它粒子带走了一些质量。（1）质量亏损不是质量转化为能量，也不是质量的消失。（2）核反应前后的总质量是守恒的。只是核反应前后的核的总质量不守恒了。2、爱因斯坦质能方程：emc23、核反应中由于质量亏损而释放的能量：e=m c2例题1已知1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 56610-27 kg. 由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。（28.3mev）五、比结合能曲线1、比结合能 2、中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。例题2雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v。）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（c2cl4）溶液的巨桶电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为 eclar十e已知cl核的质量为36.95658 u，ar核的质量为36.95691 u，e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量为931.5mev.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（ ）（a）0.82 me v （b）0.31 mev （c）1.33 mev （d）0.51 mev解析：例题3质子、中子和氘核的质量分别为、，质子和中子结合成氘核时，发出射线，已知普朗克恒量为，真空中光速为，则射线的频率_ 解析：例题4核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子了。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.6610-27kg。写出氘和氚聚合的反应方程。试计算这个核反应释放出来的能量。若建一座功率为3.0105kw的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按3.2107s计算，光速c=3.00108m/s，结果取二位有效数字）解析：质量检测1、1965年，我国科学家首次用人工方法合成的结晶牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是（ ）a光谱分析b同位素示踪原子c化学分析d测定介电常数2、用射线检查金属内部有无砂眼和裂纹所根据的物理原理是（ ）a利用射线的电离本领b利用射线的贯穿本领c利用射线的带电性质d利用射线对生物体的物理、化学效应3、下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子（ ）a射线探伤b利用放射性元素碘131的放射线，检测地下输油管道的漏油情况c利用钴60治疗肿瘤d把含有放射性元素的肥料给农作物施肥，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物体内的吸收和分布情况，找出合理的施肥规律4、已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损为0.004010-27kg，则此过程中释放的能量为多少？已知：c=2.9979108m/s 1ev=1.602210-19j5、静止的锂核在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8mev能量（1）写出核反应方程式；（2）计算反应过程中的质量亏损6、计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。m