高中物理第4章从原子核到夸克4.3让射线造福人类学案选修.docx

4.3让射线造福人类学习目标重点难点1知道放射性同位素和人工放射性同位素。2知道探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器。3知道放射线的应用与保护。重点：探测射线的方法和仪器。难点：正确书写核反应方程。一、人工放射性元素的发现11934年约里奥居里夫妇在用粒子轰击铝箔时，发现了一种具有放射性的新元素P，这种新元素能不断地放射出正电子。2天然放射性同位素只有几十种，而人们利用原子反应堆和加速器生产的放射性同位素已达2 000多种。预习交流1能写出约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔发现放射性新元素的核反应方程吗？答案：核反应方程是：HeAlPn，PSie。二、探测射线的仪器和方法1计数器（1）原理：射线引起管内气体发生一连串的电离，使计数器电路中出现一个强脉冲电流。（2）作用：记录粒子进入计数管的次数。2云室（1）原理：射线使气体分子电离产生离子，过饱和汽以离子为核心凝结成一条雾迹。（2）作用：记录粒子径迹。3乳胶照相（1）原理：高速运动的带电粒子能使照相底片感光。（2）作用：连续记录粒子完整的径迹。预习交流2计数器是如何工作的？答案：一个带电粒子或一个光子射入管内，使管内气体电离，进而引起连续碰撞、电离，在极短时间产生大量电子，使计数管电路出现脉冲电流而计数。三、射线是把双刃剑1射线的应用作射线源检查物体内部情况，检查产品的厚度、密封容器中液面的高度。利用射线的生物效应，消灭害虫、杀菌消毒、治疗癌症等。利用射线的化学效应，促进高分子化合物的聚合反应，制造各种塑料或改善塑料的性能等。作示踪原子一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，而用放射性同位素制成的化合物，经历各种过程时会不断放出射线，由此可以掌握它的踪迹。2放射性的污染及防护（1）危害：过强的射线（包括电磁辐射）会对生物体造成危害。（2）防护：使用放射性物质时严格遵守操作规程，不准用手接触。废弃不用的放射性物质，应交有关部门处理，或者在指定地点深埋于地下，并远离水源。注意防止放射性物质对空气、水源和食品的污染。预习交流3医学上做射线治疗的放射性元素，半衰期长的好还是半衰期短的好？答案：半衰期短的好。半衰期短的放射性元素对人体组织破坏作用小，其废料也容易处理。一、核反应与核反应方程人工转变核反应与衰变相比有什么相同点和不同点？答案：不同点：原子核的人工转变，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理或化学条件的影响；相同点：人工转变与衰变都是核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒，反应前后粒子的总动量也守恒。1934年，约里奥居里夫妇在用粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还观察到了正电子。正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子。更意外的是，拿走粒子放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。原来，铝箔被粒子击中后发生了如下反应：AlHePn。这里的P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的。（1）写出放射性同位素P放出正电子的核衰变方程；（2）放射性同位素P放出正电子的衰变称为正衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正衰变中的正电子从何而来？答案：见解析解析：（1）正衰变过程质量数、电荷数守恒，P放出正电子的核衰变方程为PSie，可见正衰变后新核质量数不变，电荷数减1。（2）原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出一个正电子，其衰变方程为Hen。1写核反应方程要遵循质量数守恒和电荷数守恒。2要尊重科学的实验事实，不能单纯的根据两个守恒拼凑核反应方程。3核反应方程一般都是不可逆的，故核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示核反应方向。4记住几个基本粒子的质量数和电荷数：质子（H）、中子（n）、粒子（He）、电子（e）及氢的三个同位素。二、射线的污染及防护2011年3月日本海啸造成核电站发生爆炸，核泄漏引发核危机，导致我国国民为“防核辐射”而误抢购食盐。那么放射线的污染有几种？怎样才能做到有效防护？答案：放射线的污染有：对环境的污染、对生物体的危害。要做到有效防护：（1）使用放射物质时严格遵守操作规程，（2）废弃的放射物质要在指定地点按规程深埋地下并远离水源，（3）注意防止放射性物质对空气、水源和食品的污染。联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀238。贫铀炸弹的贯穿能力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大而且残留物可长期危害环境。下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是（）。A爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B爆炸后的弹片不会对人体产生危害，对环境产生长期危害C铀238的衰变速度很快D铀的半衰期很长答案：AD1过量的射线照射会使器官细胞组织受到损伤，严重的会破坏人体DNA分子结构，引发各种疾病。2常用的防护方法有时间防护，距离、屏蔽防护等。1下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的（）。A利用钴60治疗肿瘤等疾病B射线探伤C利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况D把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测农作物吸收养分的规律答案：CD解析：利用钴60治疗肿瘤是利用它的射线能量高的特点，射线探伤是利用它的射线贯穿能力强的特点。2关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是（）。A作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可以被仪器探测到的特点C射线探伤利用了射线贯穿能力很强的性质D射线探伤利用了射线电离能力很强的性质答案：BC解析：根据放射性的性质分析放射性的应用。作为示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点，利用射线探伤是利用了射线的贯穿能力强的性质，正确选项为B、C。3对放射性的应用，下列说法中正确的是（）。A射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体正常细胞不会有伤害作用B对有放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的答案：BCD解析：放疗杀伤癌细胞的同时对人的身体也是有害的，A选项错误。B、C、D关于放射性的防护的表述都是正确的。4美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场，那是在访日宴会上，突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因。123I的特性是（）。A半衰期长，并迅速从体内清除B半衰期长，并缓慢从体内清除C半衰期短，并迅速从体内清除D半衰期短，并缓慢从体内清除答案：C解析：利用放射性同位素123I放出的射线，穿透本领比、射线强。123I的半衰期较短，可以迅速从体内消失，不至于因长时间辐射而对身体造成伤害。故C对。5用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的同位素已达2 000多种，每种元素都有放射