新教材同步系列2024春高中物理第五章原子與原子核第四節(jié)放射性同位素課件粵教版選擇性必修第三冊

第五章原子與原子核第四節(jié)放射性同位素學習目標學法與考法1．知道放射性同位素和人工放射性同位素及其核反應方程(難點)2．了解放射性在生產(chǎn)和科學領域的應用(重點)3．知道射線的危害及防護學法：①通過閱讀和思考，認識放射性同位素．②通過對放射性同位素的學習，掌握它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技發(fā)展中的應用．③通過對放射性同位素的學習，了解射線的危害，從而正確地進行防護考法：①對放射性同位素的認識及放射性同位素應用的考查．②對射線的危害及防護的考查知識導圖課前·

自主預習1．發(fā)現(xiàn)放射性同位素(1)具有相同________而________不同的原子，在元素周期表中處于______位置，因而互稱同位素．(2)具有________的同位素，叫作放射性同位素．(3)發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應方程：放射性同位素的發(fā)現(xiàn)及其應用質(zhì)子數(shù)中子數(shù)同一放射性ν代表________，它是一種_________，質(zhì)量_____________.中微子中性粒子近似為零2．放射性同位素的應用放射性同位素的應用主要分為三類：(1)________的應用；(2)__________的應用；(3)________的應用．射線示蹤原子半衰期3．射線的危害及防護(1)危害：人體受到長時間大劑量的射線照射，就會使________、________、器官受到損傷，破壞人體______分子結(jié)構(gòu)，有時甚至會引發(fā)癌癥，或者造成下一代遺傳上的缺陷，過度照射時，人常常會出現(xiàn)________、四肢無力、________等多種癥狀，重者甚至死亡．(2)防護：輻射防護的基本方法有________防護、________防護和________防護．要防止放射性物質(zhì)對水源、空氣、用具、工作場所的污染，要防止射線過多地長時間地照射人體．細胞組織DNA頭痛貧血時間距離屏蔽人類探測月球發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為未來核聚變的重要原料之一．氦的該種同位素應表示為 (

)【答案】B課堂·

重難探究1．放射性同位素分類可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素兩種，天然放射性同位素不過60多種，而人工放射性同位素已達1000多種，每種元素都有自己的放射性同位素．探究放射性同位素2．人工放射性同位素的優(yōu)點(1)放射強度容易控制．(2)可以制成各種所需的形狀．(3)半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，放射性廢料容易處理．因此，凡是用到射線時，用的都是人工放射性同位素．3．放射性同位素的主要應用(1)利用它的射線．①工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性．②農(nóng)業(yè)應用——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菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期等．③醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．(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性質(zhì)，通過探測放射性同位素的射線確定其位置．放射性同位素的理解例題正電子發(fā)射計算機斷層顯像(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(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)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．(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(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應______________．(填“很長”“很短”或“長短均可”)變式1以下說法正確的是 (

)A．如圖甲是風力發(fā)電的國際通用標志B．如圖乙是氫原子的能級示意圖，氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級時吸收了一定頻率的光子C．如圖丙是光電效應實驗示意圖，則此時驗電器的金屬桿上帶的是負電荷D．如圖丁是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，該實驗現(xiàn)象說明實物粒子也具有波動性【答案】D【解析】圖甲是輻射標志(亦稱三葉草)，不是風力發(fā)電的國際通用標志，A錯誤；圖乙是氫原子的能級示意圖，結(jié)合氫光譜可知，氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級時輻射一定頻率的光子，B錯誤；當光照射鋅板時，金屬板失去電子，將帶正電，所以與之相連的驗電器的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時驗電器的金屬桿帶的是正電荷，C錯誤；圖丁是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，由于衍射是波特有的性質(zhì)，所以該實驗現(xiàn)象說明實物粒子也具有波動性，D正確．變式2

(2023年宿遷期末)磷32是磷的一種放射性同位素，在農(nóng)業(yè)研究中常用作示蹤原子．將含磷31的材料置于反應堆中輻射，反應產(chǎn)生的磷32會混于穩(wěn)定的磷31中．如果將該材料取出，測量發(fā)現(xiàn)磷31和磷32的含量相等，28天后磷32的含量占磷元素總量的20%，則磷32的半衰期為 (

)A．28天

B．14天C．7天

D．3.5天【答案】B放射性同位素應用的兩點提醒1．利用它的射線：α射線的電離作用，γ射線的貫穿本領和生物作用，β射線的貫穿本領．2．作為示蹤原子：多數(shù)情況下用β射線，因為γ射線難以探測到．小練·

隨堂鞏固【答案】ABD【解析】氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相同，都是1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，A、B正確，C錯誤；同位素化學性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，D正確．2．(多選)放射性同位素鈷60能放出較強的γ射線，其強度容易控制，這使得γ射線得到廣泛應用．下列屬于γ射線應用的是 (

)A．醫(yī)學上制成γ刀，不需要開顱即可治療腦腫瘤B．機器運轉(zhuǎn)時常產(chǎn)生很多靜電，用γ射線照射機器可將電荷導入大地C．鋁加工廠將接收到的γ射線信號輸入計算機，可對薄鋁板的厚度進行自動控制D．用γ射線照射草莓、荔枝等水果，可延長保存期【答案】AD【解析】γ射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導體，B錯誤；γ射線的穿透能力很強，薄鋁板的厚度變化時，接收到的信號強度變化很小，不能控制鋁板厚度，C錯誤；γ射線能量很大，可以殺菌，延長水果的保存期，對腫瘤細胞有很強的殺傷作用，A、D正確．3．放射性同位素能被用作示蹤原子，以下說法錯誤的是 (

)A．放射性同位素不改變其化學性質(zhì)B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期與元素所處的物理、化學狀態(tài)無關(guān)D．放射性同位素容易制造【答案】D【解析】放射性同位素用作示蹤原子，主要是用放射性同位素替代沒有放射性的同位素參與的正常的物理、化學、生物過程，既要利用化學性質(zhì)相同，也要利用衰變規(guī)律不受物理、化學變化的影響，同時還要考慮放射性的危害，因此，A、B、C正確，D錯誤．4．醫(yī)生用同位素123I對病人進行診斷，使其很快恢復健康，123I的特性是 (

)A．半衰期長，并迅速從體內(nèi)清除B．半衰期長，并緩慢從體內(nèi)清除C．半衰期短，并迅速從體內(nèi)清除D．半衰期短，并緩慢從體內(nèi)清除【答案】C【解析】在人體內(nèi)作為示蹤原子應該是半衰期短，并能迅速從體內(nèi)消除的元素，以減小危害和遺留．【答案】D6．關(guān)于放射性同位素的應用，下列說法正確的有 (

)A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達到了消除有害靜電的目的B．利用β射線的貫穿性可以為金屬探傷C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D．用γ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【答案】D【解析】利用放射線消除有害靜電是利用α射線的電離性，使空氣分子電離成導體，將靜電泄出，A錯誤；γ射線的貫穿性強，可用以金屬探傷，用于醫(yī)療時，對人體細胞傷害太大，在用于治療腫瘤時要嚴格控制劑量，D正確，B錯誤；DNA變異并不一定都是有益的，C錯誤．7．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)，天然放射性同位素只不過60幾種，而目前人工制造的同位素已達1000多種，每種元素都有放射性同位素，放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、科研等許多方面得到廣泛應用．(1)如圖是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖，如工廠生產(chǎn)的是厚度為1mm的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認為對鋁板的厚度起主要控制作用的是______射線．(2)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結(jié)晶跟天然牛胰島素結(jié)晶是同一物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素碳14作________．【答案】(1)β

(2)示蹤原子【解析】(1)β射線起主要作用，因為α射線的貫穿本領很小，一張薄紙就能把它擋住，更穿不過1mm的鋁板；γ射線的貫穿本領很強，能穿過幾厘米的鉛板，1mm左右的鋁板厚度發(fā)生變化時，透過鋁板的γ射線強度變化不大；β射線的貫穿本領較強，能穿過幾毫米的鋁板，當鋁板厚度發(fā)生變化時，透過鋁板的β射線強度變化較大，探測器可明顯地反映出這種變化，使自動化系統(tǒng)做出相應的反應