放射性同位素课件

1、放射性同位素第一页，共二十二页。放射性同位素同位素与放射性同位素同位素与放射性同位素 具有相同的质子具有相同的质子(zhz)数和不同的中子数的原子互数和不同的中子数的原子互称称同位素同位素 具有放射性的同位素叫做具有放射性的同位素叫做放射性同位素放射性同位素 天然放射性同位素只不过天然放射性同位素只不过40几种，而今天人工几种，而今天人工制造的放射性同位素已达制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素多种，每种元素都有了放射性同位素放射性同位素在工业、都有了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的许多方面得到了农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用广泛的应用第二

2、页，共二十二页。放射性同位素正电子的发现正电子的发现(fxin)nPHeAl103015422713约里奥居里伊丽芙伊丽芙居里居里eSiP0130143015第三页，共二十二页。放射性同位素放射性同位素的应用(yngyng)利用(lyng)它的射线做为示踪原子(sh zn yun z)射线探伤、消除静电、食物射线探伤、消除静电、食物保鲜、保鲜、培育新品种、消毒灭菌、放射疗培育新品种、消毒灭菌、放射疗法法检查输油管道漏油、作物施肥、检查输油管道漏油、作物施肥、药物剂量、生物科学（牛胰岛素）药物剂量、生物科学（牛胰岛素）第四页，共二十二页。放射性同位素放射线的危害(wihi)及防护 阅读(yud)

3、P78。第五页，共二十二页。放射性同位素第六页，共二十二页。放射性同位素核力核力(h l)及其性质及其性质使核子结合在一起的强使核子结合在一起的强相互作用（引力）相互作用（引力）核子以什么力结合核子以什么力结合成原子核成原子核中子中子质子质子核力存在于质子之间、中子核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间及中子与质子之间，即核子之间。之间。核力是只在核力是只在2.01015米距离内米距离内起作用起作用(zuyng)的短程强相互作用的短程强相互作用(zuyng)力。由于核子的大小约为力。由于核子的大小约为0.81015米，故只有相邻的核子米，故只有相邻的核子之间才有核力作用。之间

4、才有核力作用。核力的本质仍在研究中。核力的本质仍在研究中。原子核示意图原子核示意图第七页，共二十二页。放射性同位素重核和轻核重核和轻核 排在元素周期表比较靠后的元素对应的原子排在元素周期表比较靠后的元素对应的原子核叫核叫重核重核；排在比较靠前的叫；排在比较靠前的叫轻核轻核。 排在排在83号铋之后的原子核都不稳定号铋之后的原子核都不稳定(wndng)，它们自动分解或衰变成更轻的原子核；排在它们自动分解或衰变成更轻的原子核；排在92号元素铀之后的原子核十分不稳定号元素铀之后的原子核十分不稳定(wndng)，无法在自然状态下存在。无法在自然状态下存在。第八页，共二十二页。放射性同位素结合能结合能nH

5、H101121用高能量的用高能量的光子照射氘核，可以使它分解为质光子照射氘核，可以使它分解为质子子(zhz)和中子，这时的核反应方程为和中子，这时的核反应方程为当光子的能量小于当光子的能量小于2.22MeV时，这个核反应并不发时，这个核反应并不发生，只有当光子的能量大于或等于生，只有当光子的能量大于或等于2.22MeV时，这时，这个核反应才会发生；反过来，一个质子和一个中子个核反应才会发生；反过来，一个质子和一个中子结合结合(jih)成氘核，要放出成氘核，要放出2.22MeV的能量，这个能量的能量，这个能量以以光子的形式释放出去。光子的形式释放出去。第九页，共二十二页。放射性同位素结合能结合能

6、HHn211110可见，当核子结合成原子核时要放出一定可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量这个的能量这个(zh ge)能量叫做原子核的能量叫做原子核的结结合能合能第十页，共二十二页。放射性同位素平均平均(pngjn)结合能结合能 原子核的结合能与核子数之比称原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的平均为该原子核的平均(pngjn)结合能。结合能。 平均结合能越大，核越稳定。平均结合能越大，核越稳定。第十一页，共二十二页。放射性同位素第十二页，共二十二页。放射性同位素OZABCDEFFe核子平均(pngjn)质量第十三

7、页，共二十二页。放射性同位素爱因斯坦爱因斯坦（18791955） 爱因斯坦爱因斯坦打开打开(d ki)(d ki)了核能应用之门了核能应用之门爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程(fngchng)(fngchng)： E=mcE=mc2 2 E=E=mcmc2 2反应后反应前mmm质量质量(zhling)(zhling)亏损：亏损：1 1原子质量单位原子质量单位u u相当于相当于_Mev_Mev的能量。即的能量。即1uc1uc2 2= 931= 9315Mev5Mev9319315 5第十四页，共二十二页。放射性同位素中子的质量中子的质量 =1.008 665 u =1.008 665 u 质子的

8、质量质子的质量 =1.007 276 u=1.007 276 u中子和质子的质量和中子和质子的质量和 =2.015 941 u =2.015 941 u 氘核的质量氘核的质量 =2.013 553 u=2.013 553 u质量差质量差 =0.002 388 u=0.002 388 u在上面的计算里，在上面的计算里，u u表示原子质量单位，表示原子质量单位，1u=1.6605661010-27-27kgkg)MeV22. 2E(HHn211110 例如例如(lr):第十五页，共二十二页。放射性同位素有关问题有关问题(wnt)的理解和注意事项的理解和注意事项第一第一.核反应过程中核反应过程中:

9、核子结合成原子核时核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质量新核质量小于核子的质量(质量亏损质量亏损),同时以同时以 光子光子(gungz)形式释放核能形式释放核能; 原子核分解为核子时原子核分解为核子时,需要吸收一定能量需要吸收一定能量,核子的总质量核子的总质量大于原原子核的质量大于原原子核的质量.第二第二.核反应过程中核反应过程中,质量亏损时质量亏损时,核子个数不亏损核子个数不亏损(即质量数即质量数守恒守恒),可理解为组成原子核后可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛核内每个核子仿佛(fngf)“瘦了瘦了”一些一些.第三第三.质量亏损并非质量消失质量亏损并非质量消失,而是减少的质量而是减少

10、的质量 m以能量形以能量形式辐射式辐射(动质量动质量),因此质量守恒定律不被破坏因此质量守恒定律不被破坏.第十六页，共二十二页。放射性同位素第四第四.公式公式(gngsh) E=E= mm c c2 2 的单位问题的单位问题国际国际(guj)单位单位: m用用“kg” C用用“m/s” E E用用“ “J J”常用单位常用单位: m用用“u(原子质量单位原子质量单位)” 1u=1.66056610-27kg E E用用“ “ucuc2 2” ” 1uc 1uc2 2=931.5MeV =931.5MeV ( (表示表示(biosh)(biosh)1u 1u 的质量变化相当于的质量变化相当于93

11、1.5Me V931.5Me V的能量改变的能量改变) )第五第五.核反应中释放或吸收的能量比化学反应中核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级释放或吸收的能量大好几个数量级. 第十七页，共二十二页。放射性同位素例：例：指出指出(zh ch)下列核反应中的错误并更正：下列核反应中的错误并更正：（1） N + = O + O + 质子质子（2 2） C + He O + HC + He O + H（3 3） Be + He Be + He C + （4） H + n H + 14717714742178119442136110112第十八页，共二十二页。放射性同位素课堂

12、练习课堂练习:(1)试证明，试证明，1原子质量单位原子质量单位u相当于相当于931.50 MeV的的能量能量1u=1.6606-27kg，光速，光速c=2.9979108m/s，1eV=1.602210-19J (2)碳原子的质量是碳原子的质量是12.000 000 u12.000 000 u，可以看做是由，可以看做是由6 6个氢原子个氢原子( (质量是质量是1.007 825u)1.007 825u)和和6 6个中子个中子(zhngz)(zhngz)(1.008665u)(1.008665u)组成的求核子结合成碳原子核时释组成的求核子结合成碳原子核时释放的能量放的能量( (在计算中可以用碳原

13、子的质量代替碳原子在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的质量代替质子的质量，因为电核的质量，用氢原子的质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减过程中消去子的质量可以在相减过程中消去) )第十九页，共二十二页。放射性同位素出出多多少少能能量量？并并求求出出衰衰变变过过程程中中释释放放）。写写出出核核反反应应方方程程，的的原原子子量量为为（粒粒子子）时时，释释放放出出（原原子子量量为为）衰衰变变为为（原原子子量量为为0026. 4He0287.228Th0372.232U. 3422289023592 第二十页，共二十二页。放射性同位素放射性同位素放射性同位素 核能核能(hn

14、ng)人人工工制制造造放放射射性性同同位位素素 首首次次发发现现： 核核反反应应方方程程式式： 放放射射性性同同位位素素的的应应用用 核核 力力 使使原原子子中中核核子子紧紧密密结结合合在在一一起起， 只只有有相相邻邻核核子子间间才才有有 质质量量亏亏损损 m= 根根据据质质能能方方程程求求核核能能 E= 当当质质量量亏亏损损 1u 时时，放放出出的的能能量量相相当当于于_. 约里奥居里(j l)、伊丽芙居里(j l)夫妇nPHeAl103015422713eSiP0130143015利用它的射线射线探伤、消除静电、食物保鲜、射线探伤、消除静电、食物保鲜、培育新品种、消毒灭菌、放射疗法培育新品种、消毒灭菌、放射疗法做为示踪原子检查输油管道漏油、作物施肥、检查输油管道漏油、作物施肥、药物剂量、生物科学（牛胰岛素）药物剂量、生物科学（牛胰岛素）反应后反应前mmm c2931.5Mev第二十一页，共二十二页。放射性同位素内容