《放射性的應(yīng)用》學(xué)習(xí)任務(wù)單

《放射性的應(yīng)用》學(xué)習(xí)任務(wù)單一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解放射性在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)研究等方面的應(yīng)用。2、理解放射性應(yīng)用的原理，例如利用放射性元素的半衰期進(jìn)行測(cè)年等。3、能夠正確認(rèn)識(shí)放射性應(yīng)用帶來(lái)的好處以及需要注意的輻射防護(hù)問(wèn)題。二、學(xué)習(xí)任務(wù)（一）放射性在工業(yè)中的應(yīng)用1、思考與討論同學(xué)們，我們都知道有些東西我們眼睛看不到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，那在工業(yè)上怎么檢測(cè)這些東西有沒(méi)有裂縫或者缺陷呢？大家可以先想一想自己生活中有沒(méi)有類(lèi)似想知道里面情況但是看不到的情況。放射性探傷：原理：放射性元素發(fā)出的射線具有很強(qiáng)的穿透能力。當(dāng)把放射性源放在被檢測(cè)物體的一側(cè)，然后在另一側(cè)用探測(cè)器檢測(cè)射線的強(qiáng)度。如果物體內(nèi)部有缺陷，比如有裂縫，射線穿過(guò)的路徑不同，探測(cè)器檢測(cè)到的射線強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生變化。應(yīng)用實(shí)例：在檢測(cè)大型金屬鑄件或者管道的時(shí)候就可以用這種方法。那同學(xué)們能想到還有哪些工業(yè)產(chǎn)品可能需要這種檢測(cè)嗎？2、放射性在工業(yè)中的其他應(yīng)用放射性在測(cè)量厚度方面的應(yīng)用：原理：不同的材料對(duì)射線的吸收能力不同。當(dāng)射線穿過(guò)一定厚度的材料時(shí)，根據(jù)探測(cè)器接收到的射線強(qiáng)度就可以知道材料的厚度。如果材料太厚，射線被吸收得多，探測(cè)器接收到的射線強(qiáng)度就弱；反之則強(qiáng)。思考：在造紙廠或者金屬箔生產(chǎn)廠，這種測(cè)量厚度的方法有什么好處呢？（二）放射性在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用1、輻射育種原理：射線照射植物的種子或者其他繁殖器官，會(huì)使植物的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變。這些改變可能會(huì)產(chǎn)生一些新的性狀，有些性狀可能是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利的，比如產(chǎn)量更高、更抗病蟲(chóng)害等。過(guò)程：先選取合適的植物種子，用一定劑量的射線照射，然后把照射后的種子種下去，觀察植物的生長(zhǎng)情況，篩選出具有優(yōu)良性狀的植株進(jìn)行培育。互動(dòng)：同學(xué)們可以想象一下，如果你們是農(nóng)業(yè)科學(xué)家，你們會(huì)選擇哪些植物先進(jìn)行輻射育種實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?、放射性在農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防治方面的應(yīng)用原理：用放射性照射害蟲(chóng)，使害蟲(chóng)的生殖細(xì)胞發(fā)生變異，從而導(dǎo)致害蟲(chóng)不育。這樣就可以減少害蟲(chóng)的數(shù)量，又不會(huì)像化學(xué)農(nóng)藥那樣污染環(huán)境。討論：這種利用放射性防治害蟲(chóng)的方法和使用農(nóng)藥相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)和可能存在的問(wèn)題呢？（三）放射性在醫(yī)療中的應(yīng)用1、放射性診斷X射線檢查：原理：X射線的穿透能力很強(qiáng)，可以穿過(guò)人體的不同組織。不同組織對(duì)X射線的吸收能力不同，例如骨骼吸收X射線的能力比肌肉強(qiáng)得多。當(dāng)X射線穿過(guò)人體后，在底片上就會(huì)形成不同灰度的影像，醫(yī)生就可以根據(jù)這個(gè)影像來(lái)判斷人體內(nèi)部有沒(méi)有病變。思考：大家有沒(méi)有做過(guò)X射線檢查呀？做檢查的時(shí)候醫(yī)生都會(huì)讓我們注意些什么呢？放射性核素成像：原理：把放射性核素標(biāo)記到一些特定的化合物上，然后引入人體。這些標(biāo)記的化合物會(huì)在人體的某些器官或者組織聚集。放射性核素發(fā)出的射線可以被探測(cè)器檢測(cè)到，從而可以得到人體內(nèi)部器官或者組織的圖像?；?dòng)：同學(xué)們能想到這種放射性核素成像可以用來(lái)檢查哪些疾病嗎？2、放射性治療原理：利用放射性元素發(fā)出的射線的能量來(lái)破壞癌細(xì)胞。射線可以破壞癌細(xì)胞的DNA等重要生物分子，從而抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂。類(lèi)型：有外照射治療，就像用放療儀器從人體外部對(duì)腫瘤部位進(jìn)行照射；還有內(nèi)照射治療，就是把放射性藥物直接注入到腫瘤組織內(nèi)部進(jìn)行照射。思考：放射性治療雖然可以治療癌癥，但是也可能會(huì)對(duì)正常細(xì)胞有影響，那醫(yī)生會(huì)采取什么措施來(lái)減少這種影響呢？（四）放射性在科學(xué)研究中的應(yīng)用1、考古中的放射性測(cè)年原理：像碳14這種放射性元素，它的半衰期是固定的。在生物活著的時(shí)候，碳14會(huì)不斷地通過(guò)新陳代謝和外界交換，其含量保持相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)生物死亡后，碳14就不再得到補(bǔ)充，只會(huì)按照半衰期進(jìn)行衰變。通過(guò)測(cè)量生物遺跡中碳14的含量，就可以推算出生物死亡的年代。計(jì)算示例：假設(shè)現(xiàn)在測(cè)得某古代生物遺跡中碳14的含量是其原來(lái)含量的1/4，已知碳14的半衰期是5730年，那么這個(gè)生物遺跡大概有多少年的歷史呢？同學(xué)們可以先試著自己算一下。2、示蹤原子的應(yīng)用原理：把放射性原子摻入到其他物質(zhì)中，由于放射性原子會(huì)不斷地發(fā)出射線，可以很容易地追蹤它的行蹤。比如在研究化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，把放射性原子標(biāo)記到反應(yīng)物中的某一種原子上，就可以知道這種原子在反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化路徑。互動(dòng)：如果我們要研究植物是如何吸收肥料中的養(yǎng)分的，我們可以怎么利用示蹤原子呢？三、學(xué)習(xí)步驟1、首先通過(guò)對(duì)每個(gè)放射性應(yīng)用領(lǐng)域的思考與討論問(wèn)題進(jìn)行思考，初步了解放射性應(yīng)用的大概情況。2、然后深入學(xué)習(xí)每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的原理、過(guò)程等知識(shí)內(nèi)容，在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極參與互動(dòng)環(huán)節(jié)，和同學(xué)們分享自己的想法。3、對(duì)于涉及到計(jì)算或者原理較難理解的部分，比如放射性測(cè)年的計(jì)算，可以多做一些類(lèi)似的練習(xí)題來(lái)鞏固知識(shí)。4、最后總結(jié)放射性在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，以及在應(yīng)用放射性時(shí)需要注意的輻射防護(hù)問(wèn)題。四、學(xué)習(xí)資源1、粵教版選修12教材第三章第二節(jié)內(nèi)容。2、可以在學(xué)校圖書(shū)館或者網(wǎng)絡(luò)上搜索關(guān)于放射性應(yīng)用的科普視頻或者文章，例如中國(guó)科普網(wǎng)等網(wǎng)站上有很多相關(guān)的科普資料。五、總結(jié)提升1、回顧放射性在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)研究等方面的應(yīng)用原理和實(shí)例。2、思考在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決方法，還有哪些地方不太理解需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)。3、總結(jié)放射性應(yīng)用中輻射防護(hù)的重要性以及在不同應(yīng)用場(chǎng)景下如何進(jìn)行防護(hù)。六、課后探究查找資料了解一下目前在放射性應(yīng)用方面還有哪些新的研究成果或者正在探索的應(yīng)用領(lǐng)域，寫(xiě)一篇簡(jiǎn)短的報(bào)告。七、習(xí)題及答案1、某放射性元素的半衰期為10天，經(jīng)過(guò)30天后，該元素剩余的質(zhì)量是原來(lái)質(zhì)量的多少？答案：經(jīng)過(guò)30天，也就是3個(gè)半衰期。每經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，元素的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的1/2。所以經(jīng)過(guò)3個(gè)半衰期后，剩余質(zhì)量是原來(lái)質(zhì)量的(1/2)×（1/2)×（1/2)＝1/8。2、在放射性測(cè)年中，如果某生