高中物理第4章第3节放射性同位素课件

第三节放射性同位素第四章原子核

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栏目链接学习目标1．了解核反应，会写核反应方程式．2．知道同位素及放射性同位素．3．了解放射性的应用与防护．

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栏目链接核反应的认识阅读课本“核反应”，说明什么是核反应？核反应的条件和实质是什么？提示：(1)核反应的条件：用α粒子、质子、中子甚至用光子去轰击原子核．(2)核反应的实质：以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成了新原子核(Y)，并放出某一粒子．

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栏目链接除了天然放射性元素会产生自发核衰变外，还可以利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应．在核反应过程中，原子核的质量数和电荷数会发生变化，同时伴随着能量的释放或吸收，所放出或吸收的能量叫做反应能．衰变和核反应中，方程两边总的质量数和电荷数守恒．

(1)卢瑟福用α粒子轰击氮核产生质子的核反应方程：(2)用α粒子轰击铍发现中子的核反应方程：

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考点篇(3)铀238原子核的α衰变方程：(4)钍234原子核的β衰变方程为：注意：①核反应过程一般是不可逆的，所以只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．②核反应的生成物一定要以实验为基础，不可凭空只依据两个守恒捏造生成来写反应方程．③核反应中遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出能量——核能．

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1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素.制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶产生快中子；(2)用快中子轰击汞，反应过程可能有两种：①生成，放出氦原子核；②生成，同时放出质子、中子．(3)生成的铂发生两次衰变，变成稳定的原子核汞.写出上述核反应方程．解析：由题目可知制得的过程，可根据每个过程中已知的原子核、粒子，依据电荷数、质量数守恒的原则写出核反应方程．

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栏目链接根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程，如下：答案：见解析

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栏目链接方法总结：写核反应方程的原则是：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号，因两端仅仅是质量数守恒，没有体现质量相等；也不能仅画一横线，因箭头的方向还表示反应进行的方向；(3)能量守恒，但中学阶段不作要求；(4)核反应必须是实验能够发生的，不能毫无根据地随意乱写未经实验证实的核反应方程．

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栏目链接►课堂训练1．(多选)在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，以下判断中正确的是(AC)A．X1是中子B．X2是质子C．X3是α粒子D．X4是正电子1..放射性同位素卢瑟福用α粒子轰击氮原子核打出了质子；查德威克用α粒子轰击铍原子核打出了中子；约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝原子核打出了中子，得到了放射性元素磷，磷发生β衰变放出正电子．试写出上述三个典型的核反应方程．提示：原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：(2)1932年查德威克发现中子的核反应：(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：

1．同位素．具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素．

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栏目链接2．放射性同位素．(1)定义：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素．(2)分类：可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素．(3)人工放射性同位素的优点：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．

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栏目链接(4)放射性同位素与放射性元素的同位素区别．某些非放射性元素比较稳定，但在人工转变的条件下，会使有些原子核发生变化，形成这种非放射性元素的同位素，但这种同位素可能不稳定，会发生衰变，因此称这种同位素为放射性同位素．由此可以看出，放射性同位素并不表示放射性元素的同位素，而是指这种同位素具有放射性．如磷是稳定的，不具有放射性．若用α粒子轰击铝核，会生成，它是磷的同位素，但它具有放射性，因此称为磷的放射性同位素．

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栏目链接3．注意．(1)同位素的核外电子数相同，故化学性质相同，由于它们的中子数不同，因而它们的物理性质不同．(2)人类第一次得到的人工放射性物质是磷30，其原子核的数字符号为，其核反应方程为：.

(多选)氢有三种同位素，分别是氕、氘、氚，即、，则(

)A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等

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栏目链接解析：同位素是具有相同质子数而中子数、质量数不同的原子．A、B正确．答案：AB►课堂训练2．人类探测月球，发现在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核反应的原料之一，氦的这种同位素应表示为(D)A．

B．

C．

D．解析：同位素的质子数相同，而中子数不同，因氦的核电荷数为2，月球的土壤中这种质量数为3的氦应表示为.放射性同位素的应用及防护应用人工放射性同位素有哪些优势？提示：(1)种类多．天然放射性同位素只有60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．(1)射线的应用．①利用放出的γ射线的穿透本领检查金属内部是否存在砂眼裂痕等，即所谓无损的γ探伤．②利用射线的穿透本领与物质厚度的关系，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．③利用射线的电离本领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．④利用射线的物理化学作用照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病(如放疗)等．⑤利用射线的化学效应可以促进高分子化合物的聚合反应，以制造各种塑料或改善塑料的性能．此外，还可以利用射线使石油裂解，增加汽油的产品．(2)示踪原子的应用．由于放射性元素能放出某种射线，可用探测仪器对它们进行跟踪，因而可利用它们进行踪迹显示．人们把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．①农业上探测农作物对肥料的吸收情况．②工业上检测机件的磨损情况．③医学上提供生物机体内生理生化过程的动态信息．(3)半衰期的应用．①地质和考古工作中，推断地层或古代文物的年代．②利用生物残骸推断生物死亡年代．2．放射线的危害及防护.

关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(

)A．利用射线可以改变布料的性质，使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也可以进行人体的透视C．利用射线照射作物种子可使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种D．利用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害解析：利用射线消除有害静电是利用射线的电离作用，使空气分子电离，将静电导走，选项A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，选项B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，选项C错误；利用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，选项D正确．答案：D方法总结：利用放射性同位素作示踪原子一是利用了它的放射性，二是利用放射性同位素放出的射线．►课堂训练3．(