4　放射性的应用与防护.ppt

1、,=新课标物理选修3-5=：,第十九章：,原子核,zxxk,19.4放射性的应用与防护,江门市棠下中学梁春燕,问题情景：,为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有什么办法？,辐射方法处理粮食,三种射线在磁场中的运动轨迹不同,射线的实质就是高速运动的氦核流射线的实质就是高速运动的电子流。射线是一种电磁波。,1、衰变用衰变方程式来表示：23892U23490Th+42He2、衰变用衰变方程式来表示：10n11H0-1e3、衰变方程式遵守的规律：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒,本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射

2、的防护。,引入,前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。,衰变是原子核的自发变化，科学家更希望人工控制原子核的变化。,卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏上出现了闪光，用粒子击中氮核而使该核发生变化放出氧17。卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。,一、核反应,1、卢瑟福用粒子轰击氮核，生成质子和氧17.第一次实现了原子核的人工转变。,一、核反应,核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。,用粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。

3、,核反应中质量数与电荷数守恒核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化,一、核反应,为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800多倍。卢瑟福把它叫做质子质子的符号是p,用粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变。,在核反应中，质量数和电荷数都守恒。,2、查德威克用粒子轰击铍核发现中子n：,一、核反应,例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。（1）俘获1个粒子后放出1个质子（2）俘获1个粒子后放出1个中子（3）俘获1个中子后放出1个质子（4）俘获1个中子后放出1个质子,1、定义：原子核在其他粒

4、子的轰击下产生新原子核的过程，-核反应,2、规律：在核反应中，质量数和电荷数都守恒,3、两个人工核转变方程,一、核反应小结,（1）发现质子的核反应方程,卢瑟福,（2）发现中子的核反应方程,查德威克,二、人工放射性同位素,1934年，约里奥居里夫妇发现经过粒子轰击的铝片中含有放射性磷。,有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素,反应生成物是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。,不稳定，会进行如下的衰变：,说明：1、这是人类第一次发现正电子。2、没有特殊说明，电子均指负电子,由此而荣获1935年诺贝尔化学学奖,人工放射性同位素和天然放射性同位素比起来有哪些优点？,

5、放射强度容易控制,半衰期短，废料易处理,现实应用中一般使用人工放射性同位素,可制成各种所需形状,人工转变与衰变的比较,相同点：在发生过程中质量数和电荷数都守恒；反应前后粒子总动量守恒不同点：人工转变是一种核反应，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衰变是原子核自发的变化，不受物理化学条件的影响,1、放射性同位素,天然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工方法得到的放射性性同位素有一千多种，因而放射性同位素有着广泛的用途。由于同位素的核电荷数相同，所以化学性质相同。,天然放射性同位素,人工放射性同位素,二、人工放射性同位素,与天然的放射性物质相比，人工放射性同位素有以下特

6、点：,1、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短,4、放射性废料容易处理,二、人工放射性同位素,（1）利用它的射线,A、由于射线贯穿本领强，可以用来射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤仪,射线探伤仪,三、放射性同位素的应用,70cm厚的金属,B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制,放射线测厚仪,三、放射性同位素的应用,C、利用钴60的射线治疗癌症（放疗）,射线对癌细胞的破坏比对健康细胞的更快,三、放射性同位素的应用,D、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电,三、

7、放射性同位素的应用,E、食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）,三、放射性同位素的应用,被不同剂量射线照射后的马铃薯8个月后的情况，左上方的马铃薯没经过射线照射，右下方的被射线照射的剂量最大，左下方保存最好的马铃薯被射线照射的剂量适中。,粮食保存,食品保鲜,棉花育种,三、放射性同位素的应用,“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处理棉花杂交的后代育成的,棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，利用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，被植物吸收，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，就可知道什么时候磷的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间

8、、磷在作物体内的分布情况等，,（2）作为示踪原子：工业、农业及生物研究,三、放射性同位素的应用,人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病,用碘-131诊断甲状腺,示踪原子,三、放射性同位素的应用,放射性的应用,1、射线应用,2、示踪原子,探伤仪,培育新种,保存食物,消除有害静电,消灭害虫,治疗恶性肿瘤,农作物检测,诊断器质性和功能性疾病,生物大分子结构及功能研究,三、放射性同位素的应用,原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染.在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放

9、射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。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,四、辐射与安全,20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性,遭原子弹轰炸的广岛,放射性的防护1）在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.2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里.3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源.,放射性物质标志,秦山核电站,核反应堆外层的厚厚的水泥建筑,安全壳内衬钢板,放射性的防护,为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范检测：,

10、检测辐射装置,全身污染检测仪,辐射检测系统,辐射源的存放,铀,31,国际上规定，对于从事放射性职业的人员，全身照射的终身累计剂量当量不能超过250rem(雷姆）以工作50年计，相当于每人每年受辐射的最大允许剂量当量为5rem.对于不直接从事放射性工作，但可能受到放射线照射的普通人员，每人每年不得超过0.5rem。,放射性污染防治标准,雷姆是测量辐射对人体伤害的剂量单位，1ren=0.01J/Kg,通常的一次X光检查，其照射计量约10-2ren,32,一次突然的对全身的25-100rem剂量的照射会在血液中造成短期的变化，而这样的变化人可能不会注意到.当剂量为100-300rem时，对血液和胃肠

11、的效应会引起典型的辐射病病征，如发烧、呕吐、红细胞受到损害、白细胞和血小板减少、脱发、从变脆弱的血管自发地内出血和外出血以及少量的皮下出血.500rem的剂量会引起50%的死亡率；1000rem的剂量能使人在30天内死亡；而10000rem的剂量则可以使人在几个小时内死亡.,放射性污染防治标准,操作放射性物质的设备,在防护状态下操作放射性物质,放射性的防护在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源.,放射性物质标志,放射性同位素人工放射性的发现1934年约里奥居里和伊里夫居里夫妇首次发现人工放射性同位素磷30,二放射性同位素的应用1利用放射线的贯穿本领和电离本领，进行探伤，培育优良品种，治疗恶性肿瘤，消除静电。2、作为示踪原子，三放射性的污染和防护1、射线对人体和环境的危害。2、防护放射性的主要措施。,本节总结,1、“刀”可以是病人在清醒状态下在较短的时间内完成手术。这主要是利用了射线的（）,A.穿透本领