原子核_探测射线的方法、放射性的应用与防护汇总

1、第三节第三节 探测射线的方法探测射线的方法1、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽体会产生云雾，过热液体会产生心，过饱和汽体会产生云雾，过热液体会产生气泡气泡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射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：一、威尔逊云室：一、威尔逊云室：构造：一个圆筒状容器，构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净盖是透明的，内有干净空气空气实验时，加入少量酒精，实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和使酒精蒸

2、汽达到过饱和状态。状态。利用射线的电离本领利用射线的电离本领a射线射线在云室中的径迹：在云室中的径迹：直而粗直而粗原因：原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多本领大，沿涂产生的粒子多射线射线在云室中的径迹：在云室中的径迹：比较细，而且常比较细，而且常常弯曲常弯曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少方向，电离本领小，沿途产生的离子少二、气泡室二、气泡室-高能物理实验的最风行的探高能物理实验的最风行的探测设备测设备 气泡室是由一密闭容器气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作组成

3、，容器中盛有工作液体液体 液体在特定的温度和压力下进行液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀绝热膨胀，由于在，由于在一定的时间间隔内（例如一定的时间间隔内（例如50ms）处于）处于过热状态过热状态，液，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长成

4、胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。到记录有高能带电粒子轨迹的底片。 照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。态，准备作下一次探测。 三、盖革三、盖革- -米勒计数器米勒计数器一种能自动把放射一种能自动把放射微粒计数出来的仪微粒计数出来

5、的仪器，利用了射线的器，利用了射线的电离本领电离本领气泡室中带电粒子的径迹气泡室中带电粒子的径迹气泡室的优点：气泡室的优点：它的空间和时间分它的空间和时间分辨率高；辨率高；工作循环周期短，工作循环周期短，本底干净、径迹清本底干净、径迹清晰，可反复操作。晰，可反复操作。但也有不足之处：但也有不足之处：那就是扫描和测量那就是扫描和测量时间还嫌太长；时间还嫌太长；体积有限，而且甚体积有限，而且甚为昂贵，为昂贵， 第四节第四节 放射性的应用与防护放射性的应用与防护卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏上出现了闪光，这表明，有一种新的能量荧光屏上出现了

6、闪光，这表明，有一种新的能量比比粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在屏上，这种粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在屏上，这种粒子肯定是在粒子肯定是在粒子击中某个氮核而使该核发生变粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。 一、核反应一、核反应粒子粒子铝铝箔箔荧荧光光屏屏氮气氮气显微镜显微镜 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：相同：带有一个单

7、位的正电量，质量是电带有一个单位的正电量，质量是电子质量的子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质多倍。卢瑟福把它叫做质子质子的符号是子质子的符号是 H 或或 P在云室里做在卢瑟福实验，还可以根据径在云室里做在卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程英国物理学迹了解整个人工转变的过程英国物理学家布拉凯特在所拍摄的家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片两万多张照片的的40多万多万条条粒子径迹中，发现了粒子径迹中，发现了条条产生分叉产生分叉的记录的记录 分叉情况表明，分叉情况表明，粒子击中氮核后，粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子生成一个新核，同时放出质子。新新核的电量较大速度较慢，径迹

8、短而核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长细而长根据核反应中质量数守恒根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核质子后变成了氧核 用用粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。继电子、光子后发现的

9、第三个基本粒子。HOHeN1117842147原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，的过程，-核反应核反应在核反应中，质量数和电荷数都守恒在核反应中，质量数和电荷数都守恒HOHeN1117842147核反应：原子核在其他粒子的轰击核反应：原子核在其他粒子的轰击 下产生新原子核的过程。下产生新原子核的过程。注意：注意：核反应中质量数与电荷数守恒核反应中质量数与电荷数守恒核反应是原子核的变化，化学核反应是原子核的变化，化学 反应是核外电子的变化反应是核外电子的变化nPAlHe103015271342二、人工放射性同位素二、人工放射性同位素1934年，约里奥

10、年，约里奥居里和伊丽芙居里和伊丽芙居里居里 发现经发现经过过粒子轰击的铝片中含有放射性磷粒子轰击的铝片中含有放射性磷P3015反应生成物反应生成物P是磷的一种同位素，自然界是磷的一种同位素，自然界没有天然的没有天然的 ，它是通过核反应生成的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。人工放射性同位素。P3015有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素与天然的放射性物质相比，人造放射性同与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：位素：1、放射强度容易控制、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短、半衰期更短4、放射性废料容易

11、处理、放射性废料容易处理（1）利用它的射线）利用它的射线三、放射性同位素的应用三、放射性同位素的应用A、由于、由于射线贯穿本领强，可以用来射线贯穿本领强，可以用来射线检查金射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤射线探伤仪仪B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制从而实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电以消

12、除化纤、纺织品上的静电D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等种，也可以利用它杀菌、治病等利用钴利用钴6060的的射线治疗癌症（放疗）射线治疗癌症（放疗）食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种棉花育种食品保鲜食品保鲜粮食保存粮食保存（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等研究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收但是，什么时候的吸收

13、率最高、磷在作收但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究如果用布情况等，用通常的方法很难研究如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决的放射性强度，上面的问题就很容易解决人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘碘131，然后定时用探测器测

14、量甲状腺及邻，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病质性和功能性疾病原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做在利用放射性同位素给病人做“放疗放疗”时，如时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。造成巨大的危害。 四、辐射与安全

15、四、辐射与安全 2020世纪人们在毫无防世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛遭原子弹炸后的广岛为了防止有害的放射线对人类和自然的破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：坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪仪辐射检测系统辐射检测系统辐射源的存放辐射源的存放铀铀（1 1）在核电站的核反应在核电站的核反应堆外层用堆外层用厚厚的水泥厚厚的水泥来防来防止放射线的外泄止放射线的外泄（2 2）用过的核废料要放）用过的核废料要放在很厚很厚的在很厚很厚的重金属箱重金属箱内，内，并埋在深海里并埋在深海里（3 3）在生活中要有防范）在生活中要有防范意识，尽可能意识，尽可能远离放射源远离放射源放射性