第十九章 原子核 4節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護(hù)

1、1 1、知道什么是核反應(yīng)，會(huì)寫出人工轉(zhuǎn)變方程。、知道什么是核反應(yīng)，會(huì)寫出人工轉(zhuǎn)變方程。2 2、知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物質(zhì)的、知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物質(zhì)的主要不同點(diǎn)。主要不同點(diǎn)。3 3、了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。、了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。4 4、知道放射性污染及其對(duì)人類和自然產(chǎn)生的嚴(yán)重危害，、知道放射性污染及其對(duì)人類和自然產(chǎn)生的嚴(yán)重危害，了解防范放射線的措施，建立防范意識(shí)。了解防范放射線的措施，建立防范意識(shí)。 通過教學(xué)引導(dǎo)，引入教學(xué)，了解人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反通過教學(xué)引導(dǎo)，引入教學(xué)，了解人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反應(yīng)方程及反應(yīng)過程中遵循的規(guī)律應(yīng)方程及反應(yīng)過

2、程中遵循的規(guī)律 ，并了解同位素及人造同，并了解同位素及人造同位素之間的不同，了解防范放射線的措施滲透和安全地開位素之間的不同，了解防范放射線的措施滲透和安全地開發(fā)利用自然資源的教育。發(fā)利用自然資源的教育。 盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在熒光屏盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂螅跓晒馄羢上出現(xiàn)上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比了閃光，這表明，有一種新的能量比粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在s屏上，這種粒子肯定是在屏上，這種粒子肯定是在粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的

3、轉(zhuǎn)變，人類第一次打開的。這樣，盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了原子核的大門。了原子核的大門。 一、核反應(yīng)一、核反應(yīng)粒子粒子鋁鋁箔箔熒熒光光屏屏氮?dú)獾獨(dú)怙@微鏡顯微鏡 為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場和磁場，測出了它的為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場和磁場，測出了它的 質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量的是電子質(zhì)量的1800 多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子。質(zhì)子的符號(hào)是多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子。質(zhì)子的符號(hào)是 H 或或 P。 在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn)，還可以根據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn)，還可

4、以根據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變的過程。英國物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的變的過程。英國物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條多萬條粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉的記錄。粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉的記錄。 分叉情況表明，分叉情況表明，粒子擊中氮核后，生成一個(gè)新核，同粒子擊中氮核后，生成一個(gè)新核，同時(shí)放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子時(shí)放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長。根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長。根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個(gè)

5、發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核。氮核放出質(zhì)子后變成了氧核。 用用粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核，也都產(chǎn)粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說明質(zhì)子是各種原子核里都有的生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。成分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。HOHeN1117842147核反應(yīng)：核反應(yīng)：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。守恒。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。核反應(yīng)

6、中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒。核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒。核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化。核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化。注意：注意：nPHeAl103015422713eSiP0130143015有些同位素具有放射性，叫做有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素。二、人工放射性同位素二、人工放射性同位素 1932年，居里夫婦用年，居里夫婦用粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，發(fā)粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性強(qiáng)的輻射，后來被確定為中子流現(xiàn)了前所未有的穿透性強(qiáng)的輻射，后來被確定為中子流。 1934年，查德威克在用年，查德威克在用粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素

7、，粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，除了測到中子流外，還探測到了正電子。除了測到中子流外，還探測到了正電子。注意：注意：1 1、放射性同位素與放放射性元素一樣，都有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣。、放射性同位素與放放射性元素一樣，都有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣。2 2、放射性同位素衰變可生成另一種新元素。、放射性同位素衰變可生成另一種新元素。3 3、可以用人工的方法得到放射性同位素。、可以用人工的方法得到放射性同位素。4 4、放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。、放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：與天然的放射性物質(zhì)相比

8、，人造放射性同位素：放射強(qiáng)度容易控制放射強(qiáng)度容易控制可以制成各種需要的形狀可以制成各種需要的形狀半衰期更短半衰期更短放射性廢料容易處理放射性廢料容易處理放射性的應(yīng)用射線應(yīng)用示蹤原子探傷儀培育新種保存食物消除有害靜電消滅害蟲治療惡性腫瘤農(nóng)作物檢測診斷器質(zhì)性和功能性疾病生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究三、放射性同位素的應(yīng)用三、放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、和科學(xué)研究等許放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、和科學(xué)研究等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用是沿著利用它的射線多方面得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用是沿著利用它的射線和作為示蹤原子兩個(gè)方向展開的。和作為示蹤原子兩個(gè)方向展開的。（1 1）利用它的射線

9、）利用它的射線A A、由于、由于射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷儀射線探傷儀B B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制C C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電的靜電D D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也

10、可以利用它殺菌、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等治病等射線探傷儀射線探傷儀 鈷鈷60發(fā)出的發(fā)出的射線能穿透射線能穿透70cm厚的金厚的金屬材料，使底片感光，從而可以檢查屬材料，使底片感光，從而可以檢查出有沒有缺陷存在和缺陷所在的部位。出有沒有缺陷存在和缺陷所在的部位。照片底片缺陷鈷鈷60金屬元件金屬元件利用鈷利用鈷6060的的射線治療癌癥（放療）射線治療癌癥（放療）食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期保存）食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期保存）棉花育種棉花育種食品保鮮食品保鮮糧食保存糧食保存 棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較

11、多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收。但是，什么時(shí)候的吸收率最棉花葉子上，磷肥也能被吸收。但是，什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究。如果用磷的放射性同位素制況等，用通常的方法很難研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測器測量棉成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問題就很容易解決。株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問題就很容易解決。（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等。）作為示蹤原子：用于工業(yè)

12、、農(nóng)業(yè)及生物研究等。 人體甲狀腺的工作需要碘。碘被吸收后會(huì)聚集人體甲狀腺的工作需要碘。碘被吸收后會(huì)聚集在甲狀腺內(nèi)。給人注射碘的放射性同位素碘在甲狀腺內(nèi)。給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時(shí)用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)然后定時(shí)用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病。度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病。檢漏、研究機(jī)件磨損、診斷疾病、分析生物分子結(jié)構(gòu)等。檢漏、研究機(jī)件磨損、診斷疾病、分析生物分子結(jié)構(gòu)等。植物吸收了放射性磷植物吸收了放射性磷-32-32后的照片后的照片 原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，在利用放原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生

13、嚴(yán)重的污染，在利用放射性同位素給病人做射性同位素給病人做“放療放療”時(shí)，如果放射性的劑量過大，時(shí)，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危害。成巨大的危害。 四、輻射與安全四、輻射與安全過量的放射性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類和自然界產(chǎn)生破壞作用。過量的放射性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類和自然界產(chǎn)生破壞作用。 20 20世紀(jì)人們?cè)诤翢o防備世紀(jì)人們?cè)诤翢o防備的情況下研究放射性的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島遭原子彈炸后的廣島 為了為了防止有害的放射線對(duì)人類和自防止有害的放射線對(duì)人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施：然的破壞，人們采取了有效的防范措施：檢測輻射裝置檢測輻射裝置全全身身污污染染檢檢測測儀儀輻射檢測系統(tǒng)輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放輻射源的存放鈾鈾（1 1）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄）在核電站的核反