选修3原子核放射性的应用与防护ppt课件.ppt

3探测射线的方法4放射性的应用与防护 第十九章原子核 学习目标 1 了解探测射线的几种方法 熟悉探测射线的几种仪器 2 知道核反应及其遵从的规律 会正确书写核反应方程 3 知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素 4 知道放射性同位素的常见应用 内容索引 题型探究重点难点各个击破 达标检测检测评价达标过关 知识探究新知探究点点落实 知识探究 一 探测射线的方法 知识梳理 1 探测射线的理论依据 1 射线中的粒子会使气体或液体电离 以这些离子为核心 过饱和的蒸气会产生 过热液体会产生 2 射线中的粒子会使照相乳胶 3 射线中的粒子会使荧光物质产生 雾滴 气泡 感光 荧光 2 探测射线的仪器 1 威耳逊云室 原理 当酒精蒸气达到过饱和状态 粒子在云室内气体中飞过 使沿途的电离 过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心 于是显示出射线的径迹 气体分子 凝结 成雾滴 粒子径迹形状 高速 粒子的径迹又细又直 粒子的径迹 低速 粒子的径迹又短又粗而且是的 粒子的电离本领很小 在云室中一般看不到它的径迹 直而清晰 弯曲 2 气泡室 气泡室里装的是液体 如液态氢 粒子通过过热液体时 在它的周围而形成粒子的径迹 3 盖革 米勒计数器 优点 G M计数器 用它检测射线十分方便 缺点 只能用来 不能区分 产生气泡 非常灵敏 计数 射线的种类 二 核反应和人工放射性同位素 导学探究 1 核反应的实质是什么 它符合哪些规律 答案 1 它的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核 并产生新的粒子 2 在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律 2 如何实现原子核的人工转变 常见的人工转变的核反应有哪些 答案 1 人为地用 粒子 质子 中子或光子去轰击一些原子核 可以实现原子核的转变 2 常见的人工转变的核反应有 3 医学上做射线治疗用的放射性元素 应用半衰期长的还是短的 为什么 答案半衰期短的 半衰期短的放射性废料容易处理 知识梳理 1 核反应 1 定义 原子核在其他粒子的轰击下产生的过程 2 原子核的人工转变 卢瑟福用 粒子轰击氮原子核 核反应方程 3 遵循规律 守恒 电荷数守恒 新原子核 质量数 2 人工放射性同位素 1 放射性同位素 具有的同位素 2 人工放射性同位素的发现 1934年 约里奥 居里夫妇发现经过 粒子轰击的铝片中含有放射性磷 发现磷同位素的方程 3 人工放射性同位素的优点 1 资源丰富 应用广泛 2 放射强度容易控制 可以制成各种所需的形状 废料容易处理 3 现在凡是用到射线时 用的都是同位素 而不用天然放射性物质 放射性 人工放射性 4 放射性同位素的应用 1 在工业上可以用射线来探测工件内部裂痕 称为探伤 2 农业上用射线照射种子 会使种子的发生变异 从而培育出新品种 利用作为来研究农作物对磷肥的吸收情况 5 辐射与安全人类一直生活在放射性的环境中 的射线对人体组织有破坏作用 要防止对水源 空气 用具等的污染 遗传基因 示踪原子 过量 放射性物质 题型探究 一 探测射线的方法 1 威尔逊云室 1 粒子显示的径迹直而清晰因为 粒子的电离本领强 沿途产生的离子多 过饱和酒精蒸气凝结在这些离子上 形成很清晰的径迹 且由于 粒子质量大 穿越云室时不易改变方向 所以显示的径迹很直 2 粒子显示的径迹 粒子的质量小 跟气体碰撞时容易改变方向 并且电离本领小 沿途产生的离子少 所以高速 粒子的径迹又细又直 低速 粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的 3 射线的电离本领很小 在云室中一般看不到它的径迹 2 气泡室气泡室装的是过热液体 粒子通过液体时在它的周围有气泡形成 显示粒子的径迹 3 盖革 米勒计数器当某种粒子经过管中时 管内气体分子电离 产生电子 这些电子到达阳极 正离子到达阴极 在外电路中产生一次脉冲放电 利用电子仪器可以把放电次数记录下来 例1 多选 用盖革 米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次 若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间 计数器几乎测不到射线 10天后再次测量 测得该放射源的放射强度为每分钟101次 则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是A 放射源射出的是 射线B 放射源射出的是 射线C 这种放射性元素的半衰期是5天D 这种放射性元素的半衰期是2 5天 答案 解析 解析因厚纸板能挡住这种射线 可知这种射线是穿透能力最差的 射线 选项A正确 B错误 10天后测出放射强度为原来的四分之一 说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一 由半衰期公式知 经过了两个半衰期 故半衰期是5天 二 核反应及核反应方程 1 核反应的条件用 粒子 质子 中子 甚至用光子轰击原子核使原子核发生转变 2 核反应的规律质量数守恒 电荷数守恒 3 原子核人工转变的三大发现 1 1919年卢瑟福发现质子的核反应方程 4 人工转变与衰变的比较 1 不同点 人工转变是其他粒子与原子核相碰撞的结果 需要一定的装置和条件才能发生 而衰变是原子核的自发变化 它不受物理 化学条件的影响 2 相同点 人工转变与衰变过程一样 在发生过程中质量数与电荷数都守恒 例2完成下列核反应方程 并指出其中是发现质子的核反应方程 是发现中子的核反应方程 答案 解析 答案见解析 其中发现质子的核反应方程是 2 发现中子的核反应方程是 4 例3 多选 一个质子以1 4 107m s的速度撞入一个孤立的静止铝原子核后被俘获 铝原子核变为硅原子核 已知铝原子核的质量是质子的27倍 硅原子核的质量是质子的28倍 则下列判断中正确的是 答案 解析 书写核反应方程时要注意 1 质量数守恒和电荷数守恒 2 中间用箭头 不能写成等号 3 核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒 核反应过程中 一般会发生质量的变化 三 放射性同位素及其应用 1 放射性同位素的分类 1 天然放射性同位素 2 人工放射性同位素 2 放射性同位素的主要作用 1 工业部门使用射线测厚度 利用 射线的穿透特性 2 农业应用 射线使种子的遗传基因发生变异 杀死使食物腐败的细菌 抑制蔬菜发芽 延长保存期等 3 做示踪原子 利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质 4 医学上 利用 射线的高能量治疗癌症 例4关于放射性同位素的应用 下列说法中正确的有A 放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电 从而达到消除有害静电的目的B 利用 射线的穿透性可以为金属探伤 也能进行人体透视C 用放射线照射作物种子使其DNA发生变异 其结果一定是更优秀的品种D 用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量 以免对人体正常组织造成太大的伤害 答案 解析 解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用 使空气分子电离成为导体 将静电消除 射线对人体细胞伤害太大 不能用来进行人体透视 作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的 还要经过筛选才能培育出优良品种 用 射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用 因此要科学地控制剂量 1 用射线来测量厚度 一般不选取 射线是因为其穿透能力太差 更多的是选取 射线 也有部分选取 射线的 2 给病人治疗癌症 培育优良品种 延长食物保存期一般选取 射线 3 使用射线时安全是第一位的 达标检测 1 探测射线的方法 如图1是科学史上一张著名的实验照片 显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹 云室放置在匀强磁场中 磁场方向垂直照片向里 云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用 分析此径迹可知粒子A 带正电 由下往上运动B 带正电 由上往下运动C 带负电 由上往下运动D 带负电 由下往上运动 图1 1 2 3 4 答案 解析 答案 1 2 3 解析 4 答案 解析 解析依据核反应方程的两个基本规律 质量数守恒和电荷数守恒 即可得出选项D正确 1 2 3 4 4 放射性同位素的应用 用人工方法得到放射性同位素是一个很重要的发现 天然的放射性同位素只不过40多种 而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种 每种元素都有放射性同位素 放射性同位素在工业 农业 医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用 1 带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失 其原因是A 射线的贯穿作用B 射线的电离作用C 射线的物理 化学作用D 以上三个选项都不是 1 2 3 4 答案 解析 解析因放射线的电离作用 空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和 从而使验电器所带电荷消失 2 图2是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图 如果工厂生产的是厚