高中物理教科版5第三章原子核 第3章3放射性的應(yīng)用危害與防護(hù)

3.放射性的應(yīng)用、危害與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道三種射線的特性及應(yīng)用，知道放射性同位素，在工、農(nóng)業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用．(重點(diǎn)、難點(diǎn))2．知道放射性對(duì)人類和自然產(chǎn)生的嚴(yán)重危害，了解防護(hù)放射性危害的措施．(重點(diǎn))放射性的應(yīng)用eq\o([先填空])1．利用射線的特性(1)利用α射線的電離作用很強(qiáng)，用以消除(中和)因摩擦積累的靜電．(2)利用β射線穿過薄物或經(jīng)過薄物反射時(shí)，由透射或反射的衰減程度來測(cè)定薄物的厚度和密度．(3)利用γ射線的穿透能力可以進(jìn)行金屬探傷，還可利用γ射線進(jìn)行培育優(yōu)良品種、放射治療等．2．作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，通過探測(cè)放射性同位素的射線確定其位置．3．利用衰變特性：利用天然放射性元素的半衰期可以估測(cè)文物、化石的年代，勘探礦藏等．eq\o([再判斷])1．利用放射性同位素放出的γ射線可以給金屬探傷．(√)2．利用放射性同位素放出的α射線消除有害的靜電積累．(√)3．利用放射性同位素放出的γ射線保存食物．(√)4．用放射性同位素代替非放射性的同位素來制成各種化合物做“示蹤原子”．(√)eq\o([后思考])醫(yī)學(xué)上做射線治療用的放射性元素，使用一段時(shí)間后，當(dāng)射線強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)就需要更換放射材料，原來的材料成為核廢料，這些放射治療選用的放射性元素的半衰期應(yīng)該很長(zhǎng)還是較短？為什么？【提示】應(yīng)選用半衰期較短的．因?yàn)榘胨テ诙痰姆派湫詮U料容易處理．當(dāng)然也不能選用太短的，否則就需要頻繁更換放射原料了．1．γ射線的主要應(yīng)用(1)工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度——利用γ射線的穿透特性；(2)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期等；(3)醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．2．衰變特性的應(yīng)用利用半衰期非常穩(wěn)定的特點(diǎn)，可以測(cè)算其衰變過程，推算時(shí)間等．1．下列關(guān)于放射性同位素的一些應(yīng)用的說法中正確的是()A．利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用B．利用射線探測(cè)機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用C．利用射線改良品種是因?yàn)樯渚€可使DNA發(fā)生變異D．在研究農(nóng)作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子E．放射性同位素的半衰期是相同的【解析】消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導(dǎo)電，A錯(cuò)誤；探測(cè)機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農(nóng)作物對(duì)肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確；不同的放射性同位素的半衰期是不同的，E錯(cuò)誤．【答案】BCD2．γ刀已成為治療腦腫瘤的最佳儀器，用γ刀治療時(shí)不用麻醉，病人清醒，時(shí)間短，半小時(shí)完成手術(shù)，無需住院，因而γ刀被譽(yù)為“神刀”．據(jù)報(bào)道，我國(guó)自己研制的旋式γ刀性能更好，即將進(jìn)入各大醫(yī)院為患者服務(wù)．γ刀治療腦腫瘤主要是利用γ射線很強(qiáng)的________能力和很________的能量.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11010041】【解析】γ刀治療腦腫瘤主要是利用γ射線很強(qiáng)的穿透能力和很高的能量．【答案】穿透高3．放射性同位素14C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項(xiàng)研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會(huì)形成不穩(wěn)定的eq\o\al(14,6)C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個(gè)新核，其半衰期為5730年，試寫出14C的衰變方程；(2)若測(cè)得一古生物遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的25%，則此遺骸距今約有多少年？【解析】(1)eq\o\al(14,6)C的β衰變方程為：eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N.(2)eq\o\al(14,6)C的半衰期τ＝5730年．生物死亡后，遺骸中的eq\o\al(14,6)C按其半衰期變化，設(shè)活體中eq\o\al(14,6)C的含量為N0，遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量為N，則N＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ))N0，即＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,5730))N0，故eq\f(t,5730)＝2，t＝11460年．【答案】(1)eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N(2)11460年放射性同位素的應(yīng)用技巧(1)用射線來測(cè)量厚度，一般不選取α射線是因?yàn)槠浯┩改芰μ?，更多的是選取γ射線，也有部分選取β射線的．(2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保質(zhì)期一般選取γ射線．(3)使用放射線時(shí)安全是第一位的．放射性的危害與防護(hù)eq\o([先填空])1．放射線的主要來源(1)天然放射線的來源：①來自地殼表面的天然放射性元素和空氣中的氡等產(chǎn)生的放射線；②來自空間的宇宙射線．(2)人工放射線的來源：①醫(yī)療放射，②核動(dòng)力和核武器試驗(yàn)中的放射線．2．放射線的危害放射線對(duì)人體組織造成傷害，導(dǎo)致細(xì)胞損傷，破壞人體DNA的分子結(jié)構(gòu)．大劑量的放射性射線導(dǎo)致畸形、腫瘤、生育功能損傷等．3．防止的基本方法(1)距離防護(hù)(2)時(shí)間防護(hù)(3)屏蔽防護(hù)(4)儀器監(jiān)測(cè)eq\o([再判斷])1．核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染．(√)2．醫(yī)療照射是利用放射性，對(duì)人和環(huán)境沒有影響．(×)3．密封保存放射性物質(zhì)是常用的防護(hù)方法．(√)eq\o([后思考])1．放射性污染危害很大，放射性穿透力很強(qiáng)，是否無法防護(hù)？【提示】放射線危害很難防護(hù)，但是通過屏蔽、隔離等措施可以進(jìn)行有效防護(hù)，但防護(hù)的有效手段是提高防范意識(shí)．2．常用的射線檢測(cè)方法有哪些？有哪幾種儀器可探測(cè)射線？【提示】檢測(cè)方法(1)組成射線的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生霧滴，過熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡．(2)射線能使照相乳膠感光．(3)射線能使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光．探測(cè)儀器(1)威爾遜云室，(2)氣泡室，(3)蓋革—米勒計(jì)數(shù)器．放射性污染與防護(hù)的舉例與措施污染與防護(hù)舉例與措施說明污染核爆炸核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強(qiáng)烈的γ射線和中子流，長(zhǎng)期存在放射性污染核泄漏核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏就會(huì)造成嚴(yán)重污染醫(yī)療照射醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會(huì)導(dǎo)致病人受到損害，甚至造成病人死亡防護(hù)距離防護(hù)距放射源越遠(yuǎn)，人體吸收放射線的劑量就越少，受到的危害就越輕時(shí)間防護(hù)盡量減少受輻射的時(shí)間屏蔽防護(hù)在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護(hù)作用，鉛的屏蔽作用最好儀器監(jiān)測(cè)配置測(cè)量設(shè)備，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)，保證安全運(yùn)行，避免人為事故4．放射性污染的防護(hù)措施有()A．將廢棄的放射性物質(zhì)進(jìn)行深埋B．將廢棄的放射性物質(zhì)倒在下水道里C．接觸放射性物質(zhì)的人員穿上鉛防護(hù)服D．嚴(yán)格和準(zhǔn)確控制放射性物質(zhì)的放射劑量E．將廢棄的放射性物質(zhì)投放到大海里【解析】因?yàn)榉派湫晕镔|(zhì)殘存的時(shí)間太長(zhǎng)，具有輻射性，故應(yīng)將其深埋，A對(duì)、B、E均錯(cuò)；鉛具有一定的防止放射性的能力，接觸放射性物質(zhì)的人員穿上鉛防護(hù)服，并要控制一定的放射劑量，故C、D對(duì)．【答案】ACD5．對(duì)放射性的應(yīng)用和防護(hù)，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11010042】A．放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，對(duì)人體的正常細(xì)胞不會(huì)有傷害作用B．對(duì)放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進(jìn)行處理C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置D．對(duì)可能有放射性污染的場(chǎng)所或物品進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的E．用放射線育種，使種子發(fā)生變異，其結(jié)果一定會(huì)成為優(yōu)良品種【解析】放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，但也會(huì)對(duì)人體的正常細(xì)胞有傷害，選項(xiàng)A錯(cuò)；正因?yàn)榉派渚€具有傷害作用，選項(xiàng)B、C、D均是正確的；種子發(fā)生變異，不一定都是優(yōu)良品種，E錯(cuò)．【答案】BCD6．聯(lián)合國(guó)環(huán)境公署對(duì)科索沃地區(qū)的調(diào)查表明，北約對(duì)南聯(lián)盟進(jìn)行的轟炸中，大量使用了貧鈾炸彈，貧鈾是從金屬鈾中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238.貧鈾炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大而且殘留物可長(zhǎng)期危害環(huán)境．(1)下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由應(yīng)是()A．爆炸后的彈片存在放射性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害B．爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害C．鈾238的衰變速率很快D．鈾的半衰期很長(zhǎng)(2)貧鈾炸彈的放射性可使生物體發(fā)生變異，導(dǎo)致癌癥、白血病、新生兒畸形等，這是射線的________作用，導(dǎo)致生物體產(chǎn)生變異的機(jī)制是________．【解析】貧鈾彈爆炸后，彈片中仍含有半衰期很長(zhǎng)的鈾，故爆炸后的殘留物仍會(huì)長(zhǎng)時(shí)間