探测射线的方法放射性的应用与防护

1、第十九章原子核第十九章原子核第第3节探测射线的方法节探测射线的方法第第4节放射性的应用与防护课前导读节放射性的应用与防护课前导读 栏目链接栏目链接神奇的神奇的刀刀刀技术是在立体定向技术基础上发展起来的一刀技术是在立体定向技术基础上发展起来的一种新的治疗方法，它是利用种新的治疗方法，它是利用射线束，通过立体定向技射线束，通过立体定向技术聚焦在脑内一个靶目标点，使该靶点处的脑组织或术聚焦在脑内一个靶目标点，使该靶点处的脑组织或脑瘤组织细胞遭到毁损或被杀死而达到治疗目的因脑瘤组织细胞遭到毁损或被杀死而达到治疗目的因临床治疗有刀的效果故被称为临床治疗有刀的效果故被称为刀手术，是一种非侵入刀手术，是一种

2、非侵入性治疗手段首台原型机于性治疗手段首台原型机于1951年开始研究，主要设年开始研究，主要设备是一台备是一台300 kV深部深部X射线机，后因剂量学特性不能满射线机，后因剂量学特性不能满足要求而放弃；足要求而放弃；1968年正式投年正式投 栏目链接栏目链接入使用的设备是采用入使用的设备是采用179个聚焦于同中心的多源钴个聚焦于同中心的多源钴60机，机，它产生缝隙状射线它产生缝隙状射线“切割切割”病变组织，故有病变组织，故有刀之称刀之称刀用于多种脑部疾患的治疗，包括：脑血管疾病，如动刀用于多种脑部疾患的治疗，包括：脑血管疾病，如动脉瘤、动静脉畸形脉瘤、动静脉畸形(AVM)；外科手术不可切除的脑

3、瘤，；外科手术不可切除的脑瘤，术后残存肿瘤，年老及健康状况不适于手术的脑瘤术后残存肿瘤，年老及健康状况不适于手术的脑瘤(如听如听神经瘤、垂体瘤、松果体瘤、颅咽管瘤、脑膜瘤、脑转神经瘤、垂体瘤、松果体瘤、颅咽管瘤、脑膜瘤、脑转移瘤等移瘤等)；功能性疾病；功能性疾病(如三叉神经痛、震颤麻痹和其他如三叉神经痛、震颤麻痹和其他运动障碍性疾病等运动障碍性疾病等) 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1威耳逊云室威耳逊云室(1)原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子分子_，_酒精蒸气就会以这些离子为核心酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线和

4、径迹凝结成雾滴，于是显示出射线和径迹(2)粒子径迹：粒子径迹：粒子的质量比较大，在气体中飞行粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变时不易改变_由于它的电离本领大，沿途产生的由于它的电离本领大，沿途产生的离子离子_，所以它在云室中的径迹直而粗，所以它在云室中的径迹直而粗 栏目链接栏目链接1 探测射线的方法探测射线的方法电离电离饱和饱和方向方向多多 粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变_并并且且_本领小，沿途产生的离子本领小，沿途产生的离子_，所以它，所以它在云室中的径迹比较在云室中的径迹比较_，而且常常，而且常常_ 粒子的电离本领粒子的电离本领_，在云室中一般看

5、不到，在云室中一般看不到它的径迹它的径迹 (3)气泡室：气泡室原理同云室的原理类似，所不同气泡室：气泡室原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是过热液体，如液态氢的是气泡室里装的是过热液体，如液态氢 栏目链接栏目链接方向方向电离电离少少细细弯曲弯曲更小更小 (4)盖革盖革米勒计数器：米勒计数器：GM计数器非常灵敏，用计数器非常灵敏，用它推测射线十分方便但不同的射线产生的脉冲现象它推测射线十分方便但不同的射线产生的脉冲现象_，因此只能用来计数，不能区分射线的，因此只能用来计数，不能区分射线的_2核反应核反应原子核在其他粒子的轰击下生成原子核在其他粒子的轰击下生成_的过程，的过程，人类第一次

6、实现原子核的人工转变，是卢瑟福用人类第一次实现原子核的人工转变，是卢瑟福用_轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，该核轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，该核反应方程为反应方程为_，这也使人们发现了，这也使人们发现了_ 栏目链接栏目链接相同相同种类种类新原子核新原子核质子质子粒子粒子 3人工放射性同位素人工放射性同位素放射性同位素有放射性同位素有_放射性同位素和放射性同位素和_放射性同位素两种，它们的化学性质放射性同位素两种，它们的化学性质_居里夫居里夫人发现的放射性磷人发现的放射性磷P是是_放射性同位素，其核反应放射性同位素，其核反应方程为方程为_人造放射性同位素的优点是：人造放射性同位素的优

7、点是：_容易控制，容易控制，_容易处理，可以制成各容易处理，可以制成各种所需的形状种所需的形状 栏目链接栏目链接天然天然人造人造相同相同人造人造放射强度放射强度放射性废料放射性废料 1利用射线利用射线利用利用射线具有很强的射线具有很强的_作用，可以消除有作用，可以消除有害静电；利用害静电；利用射线很强的射线很强的_本领，工业用来探本领，工业用来探伤；另外在医疗、生物育种、保鲜方面也有广泛应用伤；另外在医疗、生物育种、保鲜方面也有广泛应用2作示踪原子作示踪原子同位素具有相同的同位素具有相同的_性质，可用放射性同性质，可用放射性同位素代替非放射性同位素做位素代替非放射性同位素做_原子原子 栏目链接

8、栏目链接2 放射性同位素的应用放射性同位素的应用电离电离穿透穿透化学化学示踪示踪 3放射性防护放射性防护放射性对人体组织是有伤害作用的，要防止放放射性对人体组织是有伤害作用的，要防止放射物质对水源、空气、用具、工作场所的污染射物质对水源、空气、用具、工作场所的污染 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1 探测射线的方法与仪器探测射线的方法与仪器 栏目链接栏目链接1方法方法探测放射线的方法主要是利用放射线粒子与其他物质作用探测放射线的方法主要是利用放射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：时产生的一些现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：(1)使气体电离，这些离

9、子可使过饱和汽产生云雾或使过热使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；液体产生气泡；(2)使照相底片感光；使照相底片感光；(3)使荧光物质产生荧光使荧光物质产生荧光 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 (2)原理原理 实验时，在云室内加一些酒精，使室内充满饱和实验时，在云室内加一些酒精，使室内充满饱和汽然后使活塞迅速向下移动一段距离，室内气体由于汽然后使活塞迅速向下移动一段距离，室内气体由于突然膨胀而温度降低，使酒精的饱和汽处于饱和状突然膨胀而温度降低，使酒精的饱和汽处于饱和状态这时如果有能量较高的粒子从室内气体中飞过，就态这时如果有能量较高的粒子从室内气体中飞过，就会使

10、沿途的气体分子电离产生离子，过饱和汽便以这些会使沿途的气体分子电离产生离子，过饱和汽便以这些离子为核心凝成一条雾迹离子为核心凝成一条雾迹 (3)放射线在云室中的径迹放射线在云室中的径迹 栏目链接栏目链接 粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在向由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗云室中的径迹直而粗 粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并粒子的质量小，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，所以它在云室中的径且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室

11、中的径迹比较细，而且常常弯曲迹比较细，而且常常弯曲 粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹径迹 栏目链接栏目链接 根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，质把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的正负还可以知道粒子所带电荷的正负 3气泡室气泡室 气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，如液态氢控制气泡室内液体的温度和压里装的是液体，如液态氢控制气泡室内液体的温度和

12、压强，使温度略低于液体的沸点当气泡室内压强突然降低强，使温度略低于液体的沸点当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，粒子通过液体时在时，液体的沸点变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它的周围就有气泡形成它的周围就有气泡形成 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 (2)原理原理 当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子这这样，一个粒子进入管中后可

13、以产生大量电子这些电子到样，一个粒子进入管中后可以产生大量电子这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在电路中就产生一次脉冲放电，达阳极，阳离子到达阴极，在电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来利用电子仪器可以把放电次数记录下来 栏目链接栏目链接 (3)优缺点优缺点 优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的测放射性是很方便的 缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只用来计数，而不能区分射线的种类如果同，因此只用来计数，而不能区分射线的种类如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间

14、隔很短同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔很短(小于小于200 s)时，也不能区分它们时，也不能区分它们 栏目链接栏目链接 例例1(双选双选)关于威尔逊云室探测射线，下述正关于威尔逊云室探测射线，下述正确的是确的是() A威尔逊云室内充满过饱和蒸汽，射线经过时威尔逊云室内充满过饱和蒸汽，射线经过时可显示出射线运动的径迹可显示出射线运动的径迹 B威尔逊云室中径迹粗而短的是威尔逊云室中径迹粗而短的是射线射线 C威尔逊云室中径迹细而长的是威尔逊云室中径迹细而长的是射线射线 D威尔逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所威尔逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负以无法由径迹

15、判断射线所带电荷的正负 栏目链接栏目链接 解析：解析：云室内充满过饱和蒸汽，射线经过时把气云室内充满过饱和蒸汽，射线经过时把气体电离，过饱和蒸汽以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿体电离，过饱和蒸汽以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A选项正确；选项正确；由于由于粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以射线在云射线在云室中的径迹粗而短，即室中的径迹粗而短，即B选项正确；由于选项正确；由于射线的电离本射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹

16、是迹是射线的，所以射线的，所以C选项错误；把云室放在磁场中，由选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，所以所以D选项错误选项错误 答案：答案：AB变变 式式迁迁 移移 栏目链接栏目链接 1(双选双选)用盖革用盖革米勒计数器测定放射源的放射强度米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，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计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟放射强度为每分钟1

17、01次，则下列关于射线性质及它的半衰次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是期的说法正确的是()A放射源射出的是放射源射出的是射线射线B放射源射出的是放射源射出的是射线射线C这种放射性元素的半衰期是这种放射性元素的半衰期是5天天D这种放射性元素的半衰期是这种放射性元素的半衰期是2.5天天变变 式式迁迁 移移 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接2 核反应核反应 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变变 式式迁迁 移移 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接3 放射性同位素的应用放射性同位素的应用1放射性同位素放射性同位素有些元素的同位素具有

18、放射性，叫作放射性同位素有些元素的同位素具有放射性，叫作放射性同位素注：注：天然存在的放射性元素只有四十多种，但人工方法得天然存在的放射性元素只有四十多种，但人工方法得到的已达到的已达1 000多种，由于人工放射性元素具有半衰期短、多种，由于人工放射性元素具有半衰期短、放射强度容易控制等特点，已广泛应用于各个领域放射强度容易控制等特点，已广泛应用于各个领域2放射性同位素的应用放射性同位素的应用(1)工业上使用射线测厚度工业上使用射线测厚度 栏目链接栏目链接 (2)烟雾报警器烟雾报警器 (3)医学放疗杀伤癌细胞医学放疗杀伤癌细胞 (4)射线照射种子，培育优良品种，杀死使食物腐败的射线照射种子，培

19、育优良品种，杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期 (5)作示踪原子作示踪原子 由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质，如果把放射性同位素的原子掺到其他物质同的化学性质，如果把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行 栏目链接栏目链接追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里去，追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里去，是怎样分布的了，我们把用作这种用途的放射性同位素叫是怎样分布的了

20、，我们把用作这种用途的放射性同位素叫作示踪原子作示踪原子 例如：例如：利用示踪原子可以检查输油管道上的漏油位利用示踪原子可以检查输油管道上的漏油位置在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要置在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要的作用在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位的作用在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，这样可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥素，这样可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料料 栏目链接栏目链接 3放射性的污染和防护放射性的污染和防护 (1)放射性污染放射性污染 过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产过量的放射性会对环境造成

21、污染，对人类和自然界产生破坏作用几件需要记住的放射性污染事件是：生破坏作用几件需要记住的放射性污染事件是： 1945年美国向日本的广岛和长崎投了两枚原子弹，年美国向日本的广岛和长崎投了两枚原子弹，当时炸死了十多万人，另有无数的平民受到辐射后患有各当时炸死了十多万人，另有无数的平民受到辐射后患有各种疾病，使无辜的平民痛不欲生种疾病，使无辜的平民痛不欲生 1987年苏联切尔诺贝利核电站的泄露造成了大量人年苏联切尔诺贝利核电站的泄露造成了大量人员的伤亡，至今大片领土仍是生物活动的禁区员的伤亡，至今大片领土仍是生物活动的禁区 栏目链接栏目链接 美国在近几年的两次地区冲突美国在近几年的两次地区冲突(海湾

22、地区、科索沃海湾地区、科索沃地区地区)中大量使用了含有放射性的贫铀弹，使许多人患有中大量使用了含有放射性的贫铀弹，使许多人患有莫名其妙的疾病莫名其妙的疾病 (2)放射性的防护放射性的防护 为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施，例如在核电站的核反应堆外层用厚取了有效的防范措施，例如在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄；用过的核废粒要放在很厚厚的水泥来防止放射线的外泄；用过的核废粒要放在很厚的重金属箱内，并深埋地下，在生活中对那些有可能有放的重金属箱内，并深埋地下，在生活中对那些有可能有放射性的物质要有防范的

23、意识，尽可能远离放射源射性的物质要有防范的意识，尽可能远离放射源 栏目链接栏目链接 例例3关于放射性同位素的说法正确的是关于放射性同位素的说法正确的是() A给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好 B输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置同位素探测其射线，确定漏油位置 C天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算是较少，经济上不划算 D放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变 栏目链接栏目链接 解析：解析：放射性应用的是放射性同位素，因为其含放射性应用的是放射性同位素，因为其含量易控制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而量易控