（精品讲义）原子核3word版含答案2

08/807/8/3放射性的应用、危害与防护[学习目标]1.知道放射性的应用及放射性应用的形式.2.知道放射性的危害及对放射性的防护方法．一、放射性的应用放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性．(1)利用射线的特性①α射线：α射线带电，利用其能量大、电离作用强的特性可制成静电消除器等．②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测量薄物的厚度或密度．③γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等．(2)作为示踪原子在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，同位素和该元素经历的过程相同．用仪器探测出放射性同位素放出的射线，就可查明这种元素的行踪．(3)利用衰变特性在考古学中应用eq\o\al(14,6)C的放射性判断遗物的年代．二、放射性的危害与防护1．放射性污染的主要来源在自然界中，存在于人体身边的放射性来源众多，包括天然的和人工产生的．前者主要由两部分组成：一是来自地壳表面的天然放射性元素以及空气中氡等产生的放射线；二是来自空间的宇宙射线．人工放射线的来源主要是医疗、核动力以及核武器试验中的放射线．2．放射线对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子和分子产生作用，这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA的分子结构．3．放射性的防护其基本方法有：(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)α射线和β射线都能用来消除静电．(×)(2)在技术上常用β射线穿过薄板后的衰减程度来测定薄板的厚度．(√)(3)β射线、γ射线都可以用来探视金属制品中的砂眼．(×)(4)医学上的放疗利用的是γ射线对癌细胞的杀伤作用．(√)(5)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒．(√)(6)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好放射的剂量．(√)一、放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．分类：(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．人工放射性同位素的发现(1)1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷eq\o\al(30,15)P.(2)发现磷同位素的方程eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n.3．人工放射性同位素的优点(1)资源丰富，应用广泛．(2)放射强度容易控制，可以制成各种所需的形状，废料容易处理．(3)现在凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物质．4．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等．(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化学性质．(4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症．例1正电子发射型计算机断层显像(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．①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.(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(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应__________．(填“长”“短”或“长短均可”)答案(1)①eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,+1)e②eq\o\al(0,+1)e＋eq\o\al(0,-1)e→2γ(2)B(3)短解析(1)由题意得①eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,+1)e，②0＋1e＋0－1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，B正确．(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该短．针对训练1(多选)下列应用是把放射性同位素作为示踪原子的有()A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律答案BD二、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γ射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄露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，铅的屏蔽作用最好仪器监测配置适当的剂量测量设备，加强对环境的监测例2核能是一种高效的能源．(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳如图1甲所示．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________．图1(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后()A．沉入海底 B．放至沙漠C．运到月球 D．深埋地下(3)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射，当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图丙分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了________射线的辐射．答案(1)混凝土(2)D(3)βγ针对训练2(多选)联合国环境规划署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属中提炼铀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，而且残留物会长期危害环境，下列关于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C．铀235的衰变速度很快D．铀238的半衰期很长答案AD1．(放射性同位素)(多选)有关放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列说法，正确的是()A.eq\o\al(30,15)P与eq\o\al(40,14)X互为同位素B.eq\o\al(30,15)P与其同位素有相同的化学性质C.用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期变长D.eq\o\al(30,15)P能释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案BD解析同位素具有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素具有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理状态、化学状态无关，故C错；eq\o\al(30,15)P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D对．2．(放射性同位素的应用)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不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000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的许多方面得到了广泛的应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是()A．射线的贯穿作用 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(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α、β、γ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．图2(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________．答案(1)B(2)β(3)示踪原子一、选择题考点一放射性同位素的应用1．(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是()A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得D．以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确；大部分放射性同位素都是人工转变后获得的，C、D错误．2．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α衰变中产生的eq\o\al(4,2)HeB．β射线的带电性质C．γ射线的穿透本领D．放射性元素的示踪本领答案C解析γ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.3．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有()A．放射性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γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．利用γ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γ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答案D解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电消除．γ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γ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．4．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期答案AD解析γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误．5．(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ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γ刀被誉为“神刀”．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用()A．γ射线具有很强的贯穿本领B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量D．γ射线能很容易地绕过阻碍物答案AC解析γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用γ射线的高能量杀死肿瘤细胞．故选项A、C正确．6．某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途.同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期钋210α138天锶99β28年镅241β433天锝99γ6小时钴60γ5年氡α3.8天根据上表请你分析判断下面结论正确的是()A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期变短D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达要检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否答案D解析因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A错误；半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，且与元素所处的物理、化学状态无关，B、C错误；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确．考点二作为示踪原子7．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是()A．示踪原子 B．电离作用C．催化作用 D．贯穿作用答案A解析用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是做示踪原子，故选项A正确．8．(多选)放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为()A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造答案ABC9．(多选)关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是()A．利用γ射线使空气电离，把静电荷消除B．利用α射线照射植物的种子，使产量显着增加C．利用γ射线来治肺癌、食道癌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，作为示踪原子答案CD10．(1)1992年1月初，美国前总统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥．日本政府将他急送回国，回国后医生用123I进行诊断，通过体内跟踪，迅速查出病因．这是利用了123I所放出的()A．热量 B．α射线C．β射线 D．γ射线(2)美国医生使用123I对老布什诊断，使其很快恢复健康．可知123I的特性是()A．半衰期长，并可迅速从体内消除B．半衰期长，并可缓慢从体内消除C．半衰期短，并可迅速从体内消除D．半衰期短，并可缓慢从体内消除答案(1)D(2)C解析(1)在α射线、β射线、γ射线中，γ射线穿透本领最大．(2)123I的半衰期较短，可以迅速从体内消除，不至于因为长时间辐射而对身体造成损害．二、非选择题11．(放射性同位素的应用)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用eq\o\al(60,27)Co的衰变来验证，其核反应方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(νe).其中eq\x\to(νe)是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物eq\o\al(A,Z)Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前eq\o\al(60,27)Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和eq\o\al(0,－1)e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．答案(1)6028(2)动量(3)基因突变解析(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(νe)，由此得出A＝60，Z＝28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应该还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和e