高中物理 4.3 讓射線造福人類 滬科版選修3-5

1、第4章從原子核到夸克,4.3 讓射線造福人類,1.知道什么是放射性同位素以及獲得放射性同位素的方法. 2.了解探測射線的幾種儀器和方法. 3.知道放射性同位素的常見應用,學習目標定位,知識儲備區(qū),3)能量很高的電磁波 很弱 很強,知識鏈接,1(1)氦核流 電離 穿透 (2)高速運動的電子流 穿透 較弱,2半數(shù)發(fā)生衰變 核內部自身,知識儲備區(qū),新知呈現(xiàn),3約里奧居里夫婦 正電子,4幾十 2 000多,5(1) 計數(shù)管 電離 脈沖電流 次數(shù),2) 電離 徑跡 (3) 感光 徑跡,知識儲備區(qū),6(1) 生物 化學 (2)相同 放出射線,7(1)過強 (2) 交有關部門處理 指定地點深埋于地下,遠離水

2、源 空氣 食品,學習探究區(qū),一、對核反應方程的再認識,二、放射性同位素的應用,一、對核反應方程的再認識,例1完成下列核反應方程，并說明哪些屬于人工轉變核反應，哪些屬于衰變，及人工轉變核反應和衰變有什么不同,答案,人工轉變核反應和衰變的比較見要點提煉,人工轉變核反應與衰變的比較 1不同點：原子核的人工轉變，是一種核反應，是其他粒子與 相碰撞的結果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的 變化，它不受物理、化學條件的影響 2相同點：人工轉變與衰變過程一樣，在發(fā)生的過程中 與 都守恒；反應前后粒子總動量守恒,要點提煉,原子核,自發(fā),質量數(shù),電荷數(shù),返回,二、放射性同位素的應用,要點提煉,1放

3、射性同位素的分類 (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優(yōu)勢 (1)種類多天然放射性同位素只有幾十種，而人工放射性同位素有2 000多種 (2)放射強度 (3)可制成各種所需的形狀 (4)半衰期 ，廢料易處理,容易控制,短,3放射性同位素的應用 (1)工業(yè)部門使用射線測厚度利用射線的 特性 (2)農業(yè)應用 使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死腐敗細菌、抑制發(fā)芽等 (3)做示蹤原子利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的,穿透,射線,化學性質,例2,近幾年來，我國北京、上海、山東、洛陽、廣州等地引進了十多臺刀，治療患者5 000余例，效果極好，成為治療腫瘤的最佳儀器

4、令人感嘆的是，用刀治療時不用麻醉，病人清醒，時間短，半小時內完成手術，無需住院，因而刀被譽為“神刀”據(jù)報道，我國自己研制的旋轉式刀性能更好，其即將進入各大醫(yī)院為患者服務刀治療腫瘤主要是利用(,A射線具有很強的穿透能力 B射線具有很強的電離作用 C射線波長很短具有很高的能量 D射線很容易繞過阻礙物到達腦腫瘤位置,解析射線是一種波長很短的電磁波，具有較高的能量，它的穿透本領很強，甚至可以穿透幾厘米厚的鉛板，但它的電離作用很弱 用刀治療腦腫瘤時，通常是同時用多束射線，使它們穿透腦顱和健康區(qū)域在腫瘤處會聚，利用射線的高能量殺死腫瘤細胞綜上所述，正確選項為A、C,答案AC,針對訓練正電子發(fā)射計算機斷層顯

5、像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程.15O在人體內衰變放出正電子，與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖像根據(jù)PET原理，回答下列問題,1)寫出15O的衰變和正負電子湮滅的方程式,解析由題意得,答案,2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是() A利用它的射線 B作為示蹤原子 C參與人體的代謝過程 D有氧呼吸,解析將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，從而被探測器探測到，所以它的用途是作為示蹤原子，B對,B,解析根據(jù)同位素的用途，為了減小對人體的傷害，半衰期應該很短,3)PET中所選的

6、放射性同位素的半衰期應_(填“長”或“短”或“長短均可”,答案 短,例3 如圖1所示是利用放射線自動控制鋁板 厚度的裝置，假如放射源能放射出、 三種射線，而根據(jù)設計，該生產(chǎn)線壓制的是 3 mm厚的鋁板，那么是三種射線中的_射線對控制厚度起主要作用當探測接收器單位時間內接收到的放射性粒子的個數(shù)超過標準值時，將會通過自動裝置將M、N兩個軋輥間的距離調_一些,圖1,解析射線不能穿過3 mm厚的鋁板，射線又很容易穿過3 mm厚的鋁板，基本不受鋁板厚度的影響，而射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會使穿過鋁板的射線的強度發(fā)生較明顯變化所以應是射線對控制厚度起主要作用若超過標準值，說明鋁板太薄

7、了，應該將兩個軋輥間的距離調大一些,答案 大,返回,課堂要點小結,返回,自我檢測區(qū),1,2,3,4,1在工業(yè)生產(chǎn)中，某些金屬材料內部出現(xiàn)的裂痕是無法直接觀察到的，如果不能夠發(fā)現(xiàn)它們，可能會給生產(chǎn)帶來極大的危害自從發(fā)現(xiàn)放射線后，則可以利用放射線進行探測，這是利用了() A原子核在衰變中產(chǎn)生的 He B射線的帶電性質 C射線的穿透本領 D放射性元素的示蹤本領,1,2,3,4,1,2,3,4,解析射線的穿透本領較強，可以用來進行金屬探傷，故正確答案為C,答案C,2下列應用中把放射性同位素作為示蹤原子的是() A射線探傷儀 B利用含有放射性 I的油，檢測地下輸油管的漏油情況 C利用 Co治療腫瘤等疾病

8、 D把含有放射性元素的肥料施給農作物，用以檢測確定農作物 吸收養(yǎng)分的規(guī)律,1,2,3,4,1,2,3,4,解析射線探傷儀利用了射線的穿透能力，所以選項A錯誤 利用含有放射性 I的油，可以記錄油的運動蹤跡，可以檢查管道是否漏油，所以選項B正確 利用 Co治療腫瘤等疾病，利用了射線的穿透能力和高能量，所以選項C錯誤 把含有放射性元素的肥料施給農作物，可以記錄放射性元素的蹤跡，用以檢測確定農作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律，所以選項D正確,答案BD,3關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的有() A放射線改變了布料的性質使其不再因摩擦而生電，從而達到 消除有害靜電的目的 B利用射線的穿透性可以為金屬探傷，也能進

9、行人體的透視 C用放射線照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，其結果一定是 更優(yōu)秀的品種 D用射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常 組織造成太大的傷害,1,2,3,4,1,2,3,4,解析利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離作用，使空氣分子電離成為導體，將靜電消除射線對人體細胞傷害太大，不能用來進行人體透視作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)良品種用射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學地控制劑量本題正確選項為D,答案D,4用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)，天然的放射性同位素只不過40多種，而今天人工制造的放射性同位素已達2 000多

10、種，每種元素都有放射性同位素放射性同位素在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學研究等許多方面得到了廣泛的應用,1,2,3,4,1)帶電的驗電器在放射線的照射下電荷會很快消失，其原因是() A射線的穿透作用 B射線的電離作用 C射線的物理、化學作用 D以上三個選項都不是,1,2,3,4,解析因放射線的電離作用，空氣中的與驗電器所帶電電性相反的離子與之中和，從而使驗電器所帶電荷消失,B,2)圖2是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖如果工廠生產(chǎn)的是厚度為1毫米的鋁板，在、三種射線中，你認為對鋁板的厚度控制起主要作用的是_射線,1,2,3,4,圖2,1,2,3,4,解析射線穿透物質的本領弱，不能穿透厚度為1毫米的鋁板，因而探測器不能探測，射線穿透物質的本領極強，穿透1毫米厚的鋁板和幾毫米厚的鋁板打在探測器上很難分辨射線也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后射線中的電子運動狀態(tài)不同，探測器容易分辨,答案,1,2,3,4,3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時，需要證明人工合成的牛胰島素的結晶跟天然牛胰島素的結晶是同一種物質，為此曾采用放射性同位素14C做_,1,2,3,4,解析把摻入14C的人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)過多次重新結晶后，得到了放射性14C分布均