放射性运用学习教案

1、会计学1放射性运用放射性运用(ynyng)第一页，共30页。卢瑟福在实验中发现，往容器卢瑟福在实验中发现，往容器(rngq)中通入氮气后，在中通入氮气后，在荧光屏上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比荧光屏上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比粒子粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在屏上，这种粒子肯定是在大的粒子穿过铝箔，撞击在屏上，这种粒子肯定是在粒粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟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子核的转变，人类第一次打开了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。原子核的大门。 一、核反应一、核反应粒

2、子粒子(lz)铝铝箔箔荧荧光光屏屏氮气氮气(dn q)显微镜显微镜第1页/共30页第二页，共30页。 为了认定新粒子，把新粒子引进为了认定新粒子，把新粒子引进(ynjn)电电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的量是电子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫多倍。卢瑟福把它叫做质子质子的符号是做质子质子的符号是 H 或或 P在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程英国物理学家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

3、两万多张照片的布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多多万条万条粒子径迹中，发现了条产生分叉的粒子径迹中，发现了条产生分叉的记录记录 第2页/共30页第三页，共30页。分叉情况表明，分叉情况表明，粒子击中氮核后，生粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新核的成一个新核，同时放出质子。新核的电量较大速度电量较大速度(sd)较慢，径迹短而较慢，径迹短而粗；质子速度粗；质子速度(sd)大，电量小，故大，电量小，故径迹细而长根据核反应中质量数守径迹细而长根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质质子的核反应方程并得知氮核放出

4、质子后变成了氧核子后变成了氧核 第3页/共30页第四页，共30页。用用粒子、质子粒子、质子(zhz)、中子等去轰击其它元素、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子(zhz)，说明质子，说明质子(zhz)是各种原子核里都有的是各种原子核里都有的成分，质子成分，质子(zhz)是人类继电子、光子后发现的是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。第三个基本粒子。HOHeN1117842147原子核在其他原子核在其他(qt)粒子的轰击下产生新原子粒子的轰击下产生新原子核的过程，核的过程，-核反应核反应在核反应中，质量数和电荷在核反应中，质量数

5、和电荷(dinh)数数都守恒都守恒第4页/共30页第五页，共30页。HOHeN1117842147核反应：原子核在其他粒子核反应：原子核在其他粒子(lz)(lz)的轰击的轰击 下产生新原子核的下产生新原子核的过程。过程。注意：注意：核反应中质量数与电荷核反应中质量数与电荷(dinh)(dinh)数守恒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第5页/共30页第六页，共30页。指出下列核反应中的错误指出下列核反应中的错误(cuw)并更正：并更正：（1） N + = O + O + 质子质子（2 2） C + He O + HC + He

6、O + H（3 3） Be + He Be + He C + （4） H + n H + 14717714742178119442136110112第6页/共30页第七页，共30页。nPAlHe103015271342二、人工二、人工(rngng)放射性同位素放射性同位素1934年，约里奥年，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

7、些同位素具有有些同位素具有(jyu)放射性，叫做放射性同放射性，叫做放射性同位素位素第7页/共30页第八页，共30页。与天然的放射性物质相比与天然的放射性物质相比(xin b)，人造放，人造放射性同位素：射性同位素：1、放射、放射(fngsh)强度容易控制强度容易控制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、放射(fngsh)性废料容易处理性废料容易处理第8页/共30页第九页，共30页。（1）利用）利用(lyng)它的射线它的射线三、放射性同位素的应用三、放射性同位素的应用(yngyng)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

8、射线检查金属射线检查金属(jnsh)内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫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，来检、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，从而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，以、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电消除化纤、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种，也、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、治病等可以利用它杀

9、菌、治病等第9页/共30页第十页，共30页。射线射线(shxin)(shxin)探伤仪探伤仪 钴钴60第10页/共30页第十一页，共30页。第11页/共30页第十二页，共30页。利用钴利用钴6060的的射线治疗癌症射线治疗癌症(i zhn(i zhn) )（放疗）（放疗）第12页/共30页第十三页，共30页。食物保鲜（延缓发芽，生长，长期食物保鲜（延缓发芽，生长，长期(chngq)(chngq)保存）保存）棉花育棉花育种种食品保食品保鲜鲜粮食保粮食保存存第13页/共30页第十四页，共30页。（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、农业及生物研究研究(ynji)等等.棉

10、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，磷肥也能被吸收把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究况等，用通常的方法很难研究(ynji)如果如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面用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上，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部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决

11、决第14页/共30页第十五页，共30页。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集在甲状腺内给人注射碘的放射(fngsh)性同位素碘性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射状腺及邻近组织的放射(fngsh)强度，有助强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病第15页/共30页第十六页，共30页。检漏、研究检漏、研究机件磨损机件磨损(m sn)(m sn)、诊断疾病、诊断疾病、分析生物、分析生物分子结构等分子结构等。第16页/共30页第十七页，共30页。原子弹爆

12、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(wrn)，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，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂时，如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。有些矿石不愈，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中含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。体造成巨大的危害。 四、辐射四、辐射(fsh)与安全与安全第17页/共30页第十八页，共30页。 20 20世纪人们世纪人们(rn (rn men)men)在毫无防备的情在毫无防备的情

13、况下研究放射性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( (unun do) do)第18页/共30页第十九页，共30页。为了防止有害的放射线对人类和自然的为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们破坏，人们(rn men)采取了有效的防范措采取了有效的防范措施：施：检测辐射检测辐射(fsh)装置装置全全身身(qun shn)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辐射源的存放放铀铀第19页/共30页第二十页，共30页。（1 1）在核电站的核反应）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防堆外层用厚厚的水泥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

14、核废料要放在很厚很厚的重金属箱内在很厚很厚的重金属箱内，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(fngfn)(fngfn)意识，尽可意识，尽可能远离放射源能远离放射源放射性的防护放射性的防护(fngh)(fngh)第20页/共30页第二十一页，共30页。核反应堆外层核反应堆外层(wi cn)的厚厚的水的厚厚的水泥建筑泥建筑第21页/共30页第二十二页，共30页。操作操作(cozu)放射性物质的设备放射性物质的设备在防护状态在防护状态(zhungti)下操作放射性物质下操作放射性物质第22页/共30页第二十三页，共30页。1930年，德国科学家玻特和贝克用年，德国

15、科学家玻特和贝克用粒子轰击粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线这种射线几乎不能使气体了一种新的射线这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是射线经检测，射线的能量射线经检测，射线的能量(nngling)在在10eV左右，远大于天然放射物质衰变时发出左右，远大于天然放射物质衰变时发出的的射线的能量射线的能量(nngling)第23页/共30页第二十四页，共30页。1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实

16、验，并用年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡。这种未知射线去轰击石蜡。结果竟从中打出能量约结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子这是异常惊人的质子这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于的新发现，因为其行为完全不同于射线，射线，射线只能射线只能打出电子而打不出质子，打出电子而打不出质子，光子的质量近乎，电子也光子的质量近乎，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来很轻，光子撞击电子，使它动起来(q li)是合乎常理是合乎常理的，但质子质量是电子的的，但质子质量是电子的1800倍，一颗子弹怎么能撞倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是动一辆汽车呢？

17、如果认为轰击石蜡的射线是射线，那射线，那么光子的能量应达么光子的能量应达55 MeV，这与实际测得的射线能量，这与实际测得的射线能量10 MeV相去甚远这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：相去甚远这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是我不是射线射线！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。面对识。面对55eV与与10eV的矛盾的矛盾 ，他们还是十分牵强地解，他们还是十分牵强地解释为其它的原因，并于释为其它的原因，并于1932年月年月11日向巴黎科学院日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为提交了实验情况和对未知射线判定为射线的结论。射线的结论。第24页/共30页第二十五

18、页，共30页。 1932年月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他年月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中子年的中子。他决定用云室。他决定用云室(yn sh)的方法探测射线的速度和质量。的方法探测射线的速度和质量。第25页/共30页第二十六页，共30页。他先测出射线的速度不到光速的十分之一他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是，排除了是射线的可能，又用弹性碰

19、撞动射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质子质量差不多。他还根据自旋确定不带电子质量差不多。他还根据自旋确定不带电的粒子不可能是由质子和电子组合而成，的粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种只能是另一种(y zhn)新的独立粒子，他新的独立粒子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证实了这种中性射线就是中子流。成功地证实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为他当之无愧地成为“中子之父中子之父”，并因此，并因此获获1935年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。第26页/共30页第二十七页，共30页。nCHeBe101264294“机遇只偏爱有准备的头脑机遇只偏爱有准备的头脑”中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰击轰击(hngj)原子核，不受库仑力的影响，是研究原原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的子核的