测射线的方法放射性的应用与防护

第十九章第3、4节新知预习·巧设计名师课堂·一点通创新演练·大冲关

随堂检测归纳小结

课下作业综合提升

要点一要点二

要点三1．了解探测射线的几种方法，熟悉探

测射线的几种仪器。2．知道什么是放射性同位素和人工放

射性同位素。3．了解放射性在生产和科学领域的应

用。4．知道核反应及其遵从的规律，会正

确书写核反应方程。1．探测射线的方法

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，放射线中的粒子可使过饱和蒸气产生

或使过热液体产生

；(2)放射线中的粒子会使照相乳胶

；(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生

。雾滴气泡感光荧光2．探测射线的装置(1)威耳逊云室：

①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子

，

酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹。

②粒子的径迹α粒子β粒子γ粒子径迹

而

比较

，且常常

一般

电离过饱和直粗细弯曲看不到(2)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

，例如

。

粒子通过

液体时，在它的周围产生

而形成粒子的径迹。(3)盖革——米勒计数器。

①优点：G—M计数器非常

，使用方便。

②缺点：只能用来

，不能区分

。[关键一点]

因不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同，故它只能用于计数，不能区分射线种类。液体液态氢过热气泡灵敏计数射线的种类其他粒子新原子核卢瑟福质量数电荷数放射性射线示踪原子人身放射性物质水源空气用具1．在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列

说法中正确的是 (

)A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗解析：在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因质量较大，飞行时不易改变方向，且径迹直而粗，故只有D正确。答案：D2．下列说法中错误的是 (

)A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使

气体电离的性质B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种

类C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的

是β粒子的径迹D．根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况，可以分

析粒子的带电、动量、能量等情况解析：盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，因为不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同，故选B。答案：B答案：BD4．放射性同位素的应用主要有两方面，下列实际应用中利

用其射线的有 (

)A．进行金属探伤B．检查输油管是否漏油C．消毒灭菌D．证明人工合成的牛胰岛素和天然牛胰岛素是同一物质解析：利用射线可以给金属探伤，也可以消毒灭菌，A、C选项正确，而B、D选项是作为示踪原子来应用的，因此B、D选项都不正确。答案：AC1．云室对三种射线的探测α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。β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迹比较细，且常常发生弯曲。γ射线的电离本领更小，一般看不到它的径迹。2．气泡室探测射线的特点

控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况。3．盖革—米勒计数器只能计数

这种探测器使用起来方便，根据各种射线的电离本领，它不能探测γ粒子，因为γ子不带电，几乎无电离能力，不能使计数器产生放电脉冲，只能探测β射线和α射线。由于射线进入后形成一次次的电离，在外电路中就产生了一次次的脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来，即可计数，盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。[名师点睛]威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。1．关于威耳逊云室探测射线，下列叙述正确的是(

)A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线D．威耳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[思路点拨]由三种射线在云室中的径迹特点进行分析。[解析]

云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气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A正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，即B正确；由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C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，所以D选项错误。[答案]

AB(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，反应前后粒子总动量守恒。[名师点睛](1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。(2)核反应方程的书写应以实验事实为基础，不能凭空臆造。2．用中子轰击Cu核时，产生镍的放射性同位素，其质量数为65，写出人工制造镍的核反应方程，所产生的放射性镍要发生β衰变，写出镍发生β衰变的核衰变方程。[审题指导]根据题目中发生的核反应过程，由已知的原子核、粒子，根据电荷数、质量数守恒的原则写出核反应方程式。

写核反应方程时，要熟记电子、中子、质子、α粒子等基本粒子的电荷数和质量数，根据已知粒子的电荷数和质量数，利用电荷数守恒和质量数守恒确定未知粒子的电荷数和质量数，然后确定粒子的种类。1．放射性同位素(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)人工放射性同位素的优势：

①种类多。天然放射性同位素只有40多种，而人工放射性同位素有1000多种。

②放射强度容易控制。

③可制成各种所需的形状。

④半衰期短，废料易处理。因而放射性同位素的应用，一般都用人工放射性同位素。2．放射性的应用(1)放射出射线的应用：

①利用γ射线的贯穿本领：利用60Co放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤。利用γ射线可以检查30cm厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控制生产过程。

②利用射线的电离作用：放射线能使空气电离，从而可以消除静电积累，防止静电产生的危害。

③利用γ射线对生物组织的物理、化学效应使种子发生变异，培育优良品种。

④利用放射性产生的能量轰击原子核，实现原子核的人工转变。

⑤在医疗上，常用以控制病变组织的扩大。

(2)作示踪原子：

①在工业上，可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况。

②在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间。

③在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤的部位和范围。

④在生物科学研究方面，放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础，起了极其重要的作用，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平。

[名师点睛]

因为人造放射性同位素与天然放射性物质相比有许多优点。因此，凡是用到射线时，用的都是人造放射性同位素。3．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像。根据PET原理，回答下列问题：(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，1