《放射性的应用》学习任务单

《放射性的应用》学习任务单一、学习目标1、了解放射性在工业、农业、医疗和科学研究等方面的应用。2、理解放射性应用的原理，例如利用放射性元素的半衰期进行测年等。3、能够正确认识放射性应用带来的好处以及需要注意的辐射防护问题。二、学习任务（一）放射性在工业中的应用1、思考与讨论同学们，我们都知道有些东西我们眼睛看不到内部结构，那在工业上怎么检测这些东西有没有裂缝或者缺陷呢？大家可以先想一想自己生活中有没有类似想知道里面情况但是看不到的情况。放射性探伤：原理：放射性元素发出的射线具有很强的穿透能力。当把放射性源放在被检测物体的一侧，然后在另一侧用探测器检测射线的强度。如果物体内部有缺陷，比如有裂缝，射线穿过的路径不同，探测器检测到的射线强度就会发生变化。应用实例：在检测大型金属铸件或者管道的时候就可以用这种方法。那同学们能想到还有哪些工业产品可能需要这种检测吗？2、放射性在工业中的其他应用放射性在测量厚度方面的应用：原理：不同的材料对射线的吸收能力不同。当射线穿过一定厚度的材料时，根据探测器接收到的射线强度就可以知道材料的厚度。如果材料太厚，射线被吸收得多，探测器接收到的射线强度就弱；反之则强。思考：在造纸厂或者金属箔生产厂，这种测量厚度的方法有什么好处呢？（二）放射性在农业中的应用1、辐射育种原理：射线照射植物的种子或者其他繁殖器官，会使植物的遗传物质发生改变。这些改变可能会产生一些新的性状，有些性状可能是对农业生产有利的，比如产量更高、更抗病虫害等。过程：先选取合适的植物种子，用一定剂量的射线照射，然后把照射后的种子种下去，观察植物的生长情况，筛选出具有优良性状的植株进行培育。互动：同学们可以想象一下，如果你们是农业科学家，你们会选择哪些植物先进行辐射育种实验呢？2、放射性在农业害虫防治方面的应用原理：用放射性照射害虫，使害虫的生殖细胞发生变异，从而导致害虫不育。这样就可以减少害虫的数量，又不会像化学农药那样污染环境。讨论：这种利用放射性防治害虫的方法和使用农药相比，有哪些优点和可能存在的问题呢？（三）放射性在医疗中的应用1、放射性诊断X射线检查：原理：X射线的穿透能力很强，可以穿过人体的不同组织。不同组织对X射线的吸收能力不同，例如骨骼吸收X射线的能力比肌肉强得多。当X射线穿过人体后，在底片上就会形成不同灰度的影像，医生就可以根据这个影像来判断人体内部有没有病变。思考：大家有没有做过X射线检查呀？做检查的时候医生都会让我们注意些什么呢？放射性核素成像：原理：把放射性核素标记到一些特定的化合物上，然后引入人体。这些标记的化合物会在人体的某些器官或者组织聚集。放射性核素发出的射线可以被探测器检测到，从而可以得到人体内部器官或者组织的图像。互动：同学们能想到这种放射性核素成像可以用来检查哪些疾病吗？2、放射性治疗原理：利用放射性元素发出的射线的能量来破坏癌细胞。射线可以破坏癌细胞的DNA等重要生物分子，从而抑制癌细胞的生长和分裂。类型：有外照射治疗，就像用放疗仪器从人体外部对肿瘤部位进行照射；还有内照射治疗，就是把放射性药物直接注入到肿瘤组织内部进行照射。思考：放射性治疗虽然可以治疗癌症，但是也可能会对正常细胞有影响，那医生会采取什么措施来减少这种影响呢？（四）放射性在科学研究中的应用1、考古中的放射性测年原理：像碳14这种放射性元素，它的半衰期是固定的。在生物活着的时候，碳14会不断地通过新陈代谢和外界交换，其含量保持相对稳定。当生物死亡后，碳14就不再得到补充，只会按照半衰期进行衰变。通过测量生物遗迹中碳14的含量，就可以推算出生物死亡的年代。计算示例：假设现在测得某古代生物遗迹中碳14的含量是其原来含量的1/4，已知碳14的半衰期是5730年，那么这个生物遗迹大概有多少年的历史呢？同学们可以先试着自己算一下。2、示踪原子的应用原理：把放射性原子掺入到其他物质中，由于放射性原子会不断地发出射线，可以很容易地追踪它的行踪。比如在研究化学反应的过程中，把放射性原子标记到反应物中的某一种原子上，就可以知道这种原子在反应中的转化路径。互动：如果我们要研究植物是如何吸收肥料中的养分的，我们可以怎么利用示踪原子呢？三、学习步骤1、首先通过对每个放射性应用领域的思考与讨论问题进行思考，初步了解放射性应用的大概情况。2、然后深入学习每个应用领域的原理、过程等知识内容，在学习过程中积极参与互动环节，和同学们分享自己的想法。3、对于涉及到计算或者原理较难理解的部分，比如放射性测年的计算，可以多做一些类似的练习题来巩固知识。4、最后总结放射性在各个领域应用的共同点和不同点，以及在应用放射性时需要注意的辐射防护问题。四、学习资源1、粤教版选修12教材第三章第二节内容。2、可以在学校图书馆或者网络上搜索关于放射性应用的科普视频或者文章，例如中国科普网等网站上有很多相关的科普资料。五、总结提升1、回顾放射性在工业、农业、医疗和科学研究等方面的应用原理和实例。2、思考在学习过程中遇到的问题以及解决方法，还有哪些地方不太理解需要进一步学习。3、总结放射性应用中辐射防护的重要性以及在不同应用场景下如何进行防护。六、课后探究查找资料了解一下目前在放射性应用方面还有哪些新的研究成果或者正在探索的应用领域，写一篇简短的报告。七、习题及答案1、某放射性元素的半衰期为10天，经过30天后，该元素剩余的质量是原来质量的多少？答案：经过30天，也就是3个半衰期。每经过一个半衰期，元素的质量变为原来的1/2。所以经过3个半衰期后，剩余质量是原来质量的(1/2)×（1/2)×（1/2)＝1/8。2、在放射性测年中，如果某生