探测射线的方法 放射性的应用与防护

探测射线的方法放射性的应用与防护第一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例：天然放射性元素(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后变成（铅）．下列论断中正确的是（）A.铅核比钍核少24个中子B.铅核比钍核少8个质子C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变BD第二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六在下列核反应方程中,X代表质子的方程是（）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1®++®g++®++®+BC第三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。它是从大量原子核衰变中得出的统计规律，对个别的放射性原子核的衰变无实际物理意义。半衰期由原子核的内部因素决定，与外界条件及与物质的物理、化学状态无关。即使处于物理运动，化学变化中也不会影响它的半衰期。因此它是反映某种元素原子核特征的重要物理量。第四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六19-3探测射线的方法第五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六1、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡2、使照相底片感光3、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：第六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六一、威尔逊云室：构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。利用射线的电离本领第七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六a射线在云室中的径迹：直而粗原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少第八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二、气泡室-----高能物理实验的最风行的探测设备

气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作液体第九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，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成胚胎气泡，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。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态，准备作下一次探测。第十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六气泡室中带电粒子的径迹气泡室的优点：它的空间和时间分辨率高；工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。但也有不足之处：那就是扫描和测量时间还嫌太长；体积有限，而且甚为昂贵，第十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六三、盖革-米勒计数器一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领第十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六①G－M计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的。

②G－M计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类。

③G－M计数器不适合于极快速的计数。G—M计数器的特点：第十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六第四节放射性的应用与防护第十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α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子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。一、核反应α粒子铝箔荧光屏氮气显微镜第十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六

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，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是H

或P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．英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的记录．

第十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新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，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核．第十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六用α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。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，------------核反应在核反应中，质量数和电荷数都守恒第十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。注意：１．核反应中质量数与电荷数守恒２．核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化第十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例１：指出下列核反应中的错误并更正：（1）N+α

=O+质子（2）C+He→O+H（3）Be+He→C+γ（4）H+n→H+γ14717714742178119442136110112第二十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二、人工放射性同位素1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素第二十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：1、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短4、放射性废料容易处理第二十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（1）利用它的射线三、放射性同位素的应用A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．B、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，也可以利用它杀菌、治病等第二十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六γ射线探伤仪钴60第二十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六第二十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）第二十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存第二十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.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．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，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．第二十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六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碘131，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质性和功能性疾病．第二十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六检漏、研究机件磨损、诊断疾病、分析生物分子结构等。第三十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六原子弹爆炸、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“放疗”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。四、辐射