高中物理 4.3 让射线造福人类课件 沪科版选修35 .ppt

第4章从原子核到夸克 4 3让射线造福人类 1 知道什么是放射性同位素以及获得放射性同位素的方法 2 了解探测射线的几种仪器和方法 3 知道放射性同位素的常见应用 学习目标定位 知识储备区 3 能量很高的电磁波很弱很强 知识链接 1 1 氦核流电离穿透 2 高速运动的电子流穿透较弱 2 半数发生衰变核内部自身 知识储备区 新知呈现 3 约里奥 居里夫妇正电子 4 几十2000多 5 1 计数管电离脉冲电流 次数 2 电离 径迹 3 感光 径迹 知识储备区 6 1 生物 化学 2 相同放出射线 7 1 过强 2 交有关部门处理指定地点深埋于地下 远离水源空气食品 学习探究区 一 对核反应方程的再认识 二 放射性同位素的应用 一 对核反应方程的再认识 例1完成下列核反应方程 并说明哪些属于人工转变核反应 哪些属于衰变 及人工转变核反应和衰变有什么不同 答案 人工转变核反应和衰变的比较见要点提炼 人工转变核反应与衰变的比较1 不同点 原子核的人工转变 是一种核反应 是其他粒子与相碰撞的结果 需要一定的装置和条件才能发生 而衰变是原子核的变化 它不受物理 化学条件的影响 2 相同点 人工转变与衰变过程一样 在发生的过程中与都守恒 反应前后粒子总动量守恒 要点提炼 原子核 自发 质量数 电荷数 返回 二 放射性同位素的应用 要点提炼 1 放射性同位素的分类 1 天然放射性同位素 2 同位素 人工放射性 2 人工放射性同位素的优势 1 种类多 天然放射性同位素只有几十种 而人工放射性同位素有2000多种 2 放射强度 3 可制成各种所需的形状 4 半衰期 废料易处理 容易控制 短 3 放射性同位素的应用 1 工业部门使用射线测厚度 利用 射线的特性 2 农业应用 使种子的遗传基因发生变异 杀死腐败细菌 抑制发芽等 3 做示踪原子 利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的 穿透 射线 化学性质 例2 近几年来 我国北京 上海 山东 洛阳 广州等地引进了十多台 刀 治疗患者5000余例 效果极好 成为治疗肿瘤的最佳仪器 令人感叹的是 用 刀治疗时不用麻醉 病人清醒 时间短 半小时内完成手术 无需住院 因而 刀被誉为 神刀 据报道 我国自己研制的旋转式 刀性能更好 其即将进入各大医院为患者服务 刀治疗肿瘤主要是利用 a 射线具有很强的穿透能力b 射线具有很强的电离作用c 射线波长很短具有很高的能量d 射线很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置 解析 射线是一种波长很短的电磁波 具有较高的能量 它的穿透本领很强 甚至可以穿透几厘米厚的铅板 但它的电离作用很弱 用 刀治疗脑肿瘤时 通常是同时用多束 射线 使它们穿透脑颅和健康区域在肿瘤处会聚 利用 射线的高能量杀死肿瘤细胞 综上所述 正确选项为a c 答案ac 针对训练正电子发射计算机断层显像 pet 的基本原理是 将放射性同位素15o注入人体 参与人体的代谢过程 15o在人体内衰变放出正电子 与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子 被探测器探测到 经计算机处理后产生清晰的图像 根据pet原理 回答下列问题 1 写出15o的衰变和正负电子湮灭的方程式 解析由题意得 答案 2 将放射性同位素15o注入人体 15o的主要用途是 a 利用它的射线b 作为示踪原子c 参与人体的代谢过程d 有氧呼吸 解析将放射性同位素15o注入人体后 由于它能放出正电子 从而被探测器探测到 所以它的用途是作为示踪原子 b对 b 解析根据同位素的用途 为了减小对人体的伤害 半衰期应该很短 3 pet中所选的放射性同位素的半衰期应 填 长 或 短 或 长短均可 答案短 例3如图1所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置 假如放射源能放射出 三种射线 而根据设计 该生产线压制的是3mm厚的铝板 那么是三种射线中的 射线对控制厚度起主要作用 当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时 将会通过自动装置将m n两个轧辊间的距离调 一些 图1 解析 射线不能穿过3mm厚的铝板 射线又很容易穿过3mm厚的铝板 基本不受铝板厚度的影响 而 射线刚好能穿透几毫米厚的铝板 因此厚度的微小变化会使穿过铝板的 射线的强度发生较明显变化 所以应是 射线对控制厚度起主要作用 若超过标准值 说明铝板太薄了 应该将两个轧辊间的距离调大一些 答案 大 返回 课堂要点小结 返回 自我检测区 1 2 3 4 1 在工业生产中 某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的 如果不能够发现它们 可能会给生产带来极大的危害 自从发现放射线后 则可以利用放射线进行探测 这是利用了 a 原子核在 衰变中产生的heb 射线的带电性质c 射线的穿透本领d 放射性元素的示踪本领 1 2 3 4 1 2 3 4 解析 射线的穿透本领较强 可以用来进行金属探伤 故正确答案为c 答案c 2 下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是 a 射线探伤仪b 利用含有放射性i的油 检测地下输油管的漏油情况c 利用co治疗肿瘤等疾病d 把含有放射性元素的肥料施给农作物 用以检测确定农作物吸收养分的规律 1 2 3 4 1 2 3 4 解析射线探伤仪利用了射线的穿透能力 所以选项a错误 利用含有放射性i的油 可以记录油的运动踪迹 可以检查管道是否漏油 所以选项b正确 利用co治疗肿瘤等疾病 利用了射线的穿透能力和高能量 所以选项c错误 把含有放射性元素的肥料施给农作物 可以记录放射性元素的踪迹 用以检测确定农作物吸收养分的规律 所以选项d正确 答案bd 3 关于放射性同位素的应用 下列说法中正确的有 a 放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电 从而达到消除有害静电的目的b 利用 射线的穿透性可以为金属探伤 也能进行人体的透视c 用放射线照射作物种子使其dna发生变异 其结果一定是更优秀的品种d 用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量 以免对人体正常组织造成太大的伤害 1 2 3 4 1 2 3 4 解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用 使空气分子电离成为导体 将静电消除 射线对人体细胞伤害太大 不能用来进行人体透视 作物种子发生的dna突变不一定都是有益的 还要经过筛选才能培育出优良品种 用 射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用 因此要科学地控制剂量 本题正确选项为d 答案d 4 用人工方法得到放射性同位素 这是一个很重要的发现 天然的放射性同位素只不过40多种 而今天人工制造的放射性同位素已达2000多种 每种元素都有放射性同位素 放射性同位素在工业 农业 医疗卫生和科学研究等许多方面得到了广泛的应用 1 2 3 4 1 带电的验电器在放射线的照射下电荷会很快消失 其原因是 a 射线的穿透作用b 射线的电离作用c 射线的物理 化学作用d 以上三个选项都不是 1 2 3 4 解析因放射线的电离作用 空气中的与验电器所带电电性相反的离子与之中和 从而使验电器所带电荷消失 b 2 图2是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图 如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板 在 三种射线中 你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是 射线 1 2 3 4 图2 1 2 3 4 解析 射线穿透物质的本领弱 不能穿透厚度为1毫米的铝板 因而探测器不能探测 射线穿透物质的本领极强 穿透1毫米厚的铝板和几毫米厚的铝板打在探测器上很难分辨 射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板 但厚度不同 穿透后 射线中的电子运动状态不同 探测器容易分辨 答案 1 2 3 4 3 在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时 需要证明人工合成的牛胰岛素的结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质 为此曾采用放射性同位素14c做 1 2 3 4 解析把掺入14c的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起 经过多次重新结晶后 得到了放射性14c分布均匀的牛