第4章第3节放射性同位素

1、第三节放射性同位素学习目标知识脉络1知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程.（重点）有祐同的质予数不同的一定义2.知道放射性同位素和人工放射性同位素及其核反中祕|放射性应方程.（难点）3了解放射性在生产和科学领域的应用.|貝有放射性卜4.知道射线的危害及防护.核应提示】 (1)放射性元素的自发衰变；利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核(2)核反应的过程实质是新元素的生成过程1对核反应的认识(1) 条件：用a粒子、质子、中子，甚至用丫光子轰击原子核，使原子核发生转变(2) 实质：用粒子轰击原子核，并不是粒子与核碰撞，将原子核打开，而是 粒子打入原子核内部使核发生了转变(3)

2、 遵循规律：反应前、后电荷数和质量数守恒 2常见的人工转变核反应卢瑟福发现质子 张+ 4He8o + lH.(2) 查德威克发现中子4Be+ 4He2C + Jn.(3) 居里夫妇人工制造同位素4He+ 23AI 35p+ in.30P具有放射性，自发地放出正电子(0e),与天然放射现象遵循相同的规律， 衰变方程：i0P ?4Si + 1e+ v3书写核反应方程时的注意事项(1) 核反应指的是在原子核内部核子数发生相应的变化，而化学反应指的是 在原子核外最外层电子数发生变化，二者存在本质的不同(2) 核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反 应方向，不能用等号连接(3)

3、核反应的生成一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰出 生成物与核反应方程(4) 核反应遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总 质量一般会发生变化 (质量亏损 )且释放出核能1 (多选)以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程x+ 73Li 2y y+ 147Nx+ 178o y+ 94Bez+ 126Cx、 y 和 z 是 3 种不同的粒子，下列说法正确的是 ()A . x为a粒子B . y为a粒子C. y为电子D . z为中子【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定 x为质子1H , y为2He即a粒子，z为中子on.【答案】CD2. 用中子轰击23Al,产生i

4、iNa和X粒子，0；Na具有放射性，它衰变后变成24 Mg，则X为子，钠的衰变过程为变.【导学号： 55272i24】 【解析】 无论原子核的衰变， 还是原子核的人工转变， 都满足质量数守恒 和电荷数守恒，根据以上守恒可得如下方程：n+ 03aI f0；Na+ 4He， i4Nai2Mg + ie.显然，X粒子是a粒子，钠发生了 B衰变.【答案】a B3. 完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正 电子的.(1) i 05B + 42Hefi73N+()(2) 49Be+ ()fi26C+ 0in2727i(3) i273AI + ()f2i27Mg+ iiH(4) i4

5、7N+24Hefi78O+()2324 i(5) i23iNa+ ()f2ii4Na+ iiH(6) i273AI +24Hef0in+ ()； 3i 05Pf i304Si + ()【解析】(i)i50B + 42Hefi37N+ 0in(2) 94Be+ 42Hefi62C+ i0n 由此核反应使查德威克首次发现了中子.27 i 27i(3) 2i73AI +0infi227Mg+iiH(4) i47N+24Hefi78O+iiH 此核反应使卢瑟福首次发现了质子.23224 i(5) iiNa+ iHfiiNa+ iH第 3 页(6)27AI +2He 0n+ 35p； 10P3Si+ ?

6、 ie(正电子)此核反应使约里奥一居里夫妇首次发现了正电子.【答案】见解析书写核反应方程的四条重要原则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. 能量守恒(中学阶段不作要求);4. 核反应必须是实验中能够发生的.1识点|先填空1. 放射性同位素(1) 具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置, 因而互称同位素.(2) 具有放射性的同位素，叫做放射性同位素.(3) 发现正电子的核反应方程27AI + 2h15p+ On30P 10Si + 0e+ V.V代表中微子，它是一种中性粒子，质量近似为零.2. 放射性同位素的应用放射性同位素的应用主要分为三类：(

7、1) 射线的应用；示踪原子的应用；(3) 半衰期的应用.3. 放射线的危害及防护危害人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞、组织、器官受到损伤，破 坏人体DNA分子结构，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷， 过度照射时，人常常会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状，重者甚至死亡.(2) 防护辐射防护的基本方法有时间防护、距离防护和屏蔽防护.要防止放射性物质 对水源、空气、用具、工作场所的污染，要防止射线过多地长时间地照射人体.再判断1 利用示踪原子来推断地层或古代文物的年代.(X)2 可以利用放射性同位素的射线进行无损探伤，生物育种等. (V)3 医学上做射线治疗用的放射性元素，

8、应选半衰期长的.(X)后思考存在射线危险的地方，常能看到如图 4-3-1所示的标志你在什么地方见过 这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？图 4-3-1【提示】 在医院的放射室看到这个标志.一般情况要远离这些地方，特殊情况下要在医生指导下进出这些场所.1. 放射性同位素分类可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种，天然放射性同位素不过 40多种，而人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有自己的放射性同位 素.2. 人工放射性同位素的优点(1) 放射强度容易控制；(2) 可以制成各种所需的形状；(3) 半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理.因此，

9、凡是用 到射线时，用的都是人工放射性同位素.3. 放射性同位素的主要应用(1)利用它的射线. 工业部门使用射线测厚度 一一利用丫射线的穿透特性； 农业应用一一丫射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌， 抑制疏菜发芽，延长保存期等;第5页 医疗上一一利用丫射线的高能量治疗癌症.(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通 过探测放射性同位素的射线确定其位置4(多选 )下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子 ()A. 丫射线探伤仪B 利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C. 利用钻60治疗肿瘤等疾病D. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测

10、放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律【解析】 A是利用了 丫射线的穿透性；C利用了 丫射线的生物作用；B、D 是利用示踪原子【答案】 BD5关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有 ()【导学号： 55272125】A .放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B. 利用B射线的贯穿性可以为金属探伤C. 用放射线照射作物种子能使其 DNA发生变异，其结果一定是成为更优 秀的品种D. 用丫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【解析】 利用放射线消除有害静电是利用 a射线的电离性，使空气分子电 离成

11、导体，将静电泄出，A错误；丫射线的贯穿性强，可用以金属探伤，用于医 疗时，对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量， D 正确， B 错 误； DNA 变异并不一定都是有益的， C 错误【答案】 D6 .正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注 入人体， 参与人体的代谢过程 .15O 在人体内衰变放出正电子， 与人体内负电子相第 6 页遇而湮灭转化为一对光子， 被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象 根 据 PET 原理，回答下列问题：15(1)写出 15O 的衰变和正负电子湮灭的方程式(2) 将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是()A

12、 利用它的射线B 作为示踪原子C.参与人体的代谢过程D 有氧呼吸(3) PET 中所选的放射性同位素的半衰期应 (选填“长”“短”或“长短均可” )【解析】(1)由题意得 18o1 7n + + 1e, +1e+1e 2丫.(2) 将放射性同位素 15O 注入人体后， 由于它能放出正电子， 并能与人体内的 负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途为作为示踪原子 B 正确(3) 根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该很短【答案】(iVEOfN + 0ie, + ie+ 2 丫(2)B (3)短放射性同位素应用的两点提醒1 利用它的射线：a射线的电离作用，丫射线的贯穿本领和生物作用，B射 线的贯穿本领2 作为示踪原子：多数情况下用 B射线，因为丫射线难以探测到.第 8 页先填空1. 定义：利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核, 以产生新的原子核，这个过程叫做核反应.2 反应能：核反应中所放出或吸收的能量叫做反应能.3 两个典型的核反