4　放射性的应用与防护

1、第十九章 原子核,19.4 放射性的应用与防护,1、定义：原子核在其他粒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,一、核反应：,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。,卢瑟福用粒子轰击氮核，从氮核中打出一种新粒子。这种新粒子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,人工转变质子的发现,人工转变中子的发现,查德威克证实了卢瑟福关于原子核内还存在中子的猜想，被称为“中子之父”。,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；核反应过程一般都是不可

2、逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。 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,例.以下是物理学史上3个著名的核反应方程 x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( ) A.粒子B.质子 C.中子 D.电子,二、人工放射性同位素及其应用,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,材料居里夫妇发现放射性同位素和正

3、电子,2、与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：,放射强度容易控制 可以制成各种需要的形状 半衰期更短 放射性废料容易处理,（1）利用它的射线,3、放射性同位素的应用,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,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,C、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,D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等,（1）利用它的射线,放射 治疗,食品保鲜,被不同剂量射线照射

4、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。,“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,（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.,用碘-131诊断甲状腺,4、放射性污染和防护 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

5、然界产生破坏作用,20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性,遭原子弹炸后的广岛,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措施：,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,20,辐射的防护 其基本方法有： （1）距离防护-就是要尽可能远离射线源； (2) 时间防护-就是要尽量减少可能受到照射的时间； (3) 屏蔽防护-就是在射线源的周围设置能够吸收或阻挡射线的屏蔽物体，以尽可能减弱射线的强度与能量. (4) 仪器监测-要配置适当的剂量测量设备，加强对环境的监测，特别是加强对核电站等有放射源的区域周边环境的监控.,（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防

6、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,放射性的防护,核反应堆外层的厚厚的水泥建筑,防护,操作放射性物质的设备,在防护状态下操作放射性物质,24,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。,25,一次突然的对全身的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。,小结： 1、核反应基本上可分为两大类： 一是自然衰变（天然放射性衰变）， 二是人工转变,（发现质子的核反应）,（发现中子的核