4　放射性的应用与防护 (2)

1、放射性的应用与防护,用 粒子轰击重金属(Pt，Au等)薄箔， 粒子发生不同角度的散射.,2,思考：原子核运动状态如何？,一、核反应,问题：若用粒子轰击轻核，发生什么现象？原子核保持静止吗？,3,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮原子核，从氮核中打出一种新的粒子.通过在实验装置中加进电场和磁场，根据在电场和磁场中的偏转测出质量和电荷，确定新粒子是质子.,卢瑟福在论文中写道： “我们必须作这样的结论，氮原子在快速粒子的直接碰撞所产生的的巨力作用下转变了，放出的氢原子曾是氮核的组成部分由整个结果看出，如果粒子或类似的投射粒子有更大的能量可供实验的话，我们就可以期望击破许多轻元素的核结构.”,4,卢瑟福的

2、研究生布莱克特(Blackett，1897-1974)利用改进的云室拍摄了粒子撞击氮核23000多张照片，从四十多万条粒子的径迹中确认质子的存在.,5,显示氮原子核俘获 粒子并发射一个质子的云室照片,云室实验详细给出了人工原子核反应过程的细节(粒子被束缚在氮核中，发射出一个质子)，弥补了卢瑟福只能证明 撞击氮核偶然发射出快速质子的不足.,1921年，卢瑟福和查德威克发现硼、氟、钠、铝和磷在粒子的轰击下都能打出质子，说明质子普遍存在于各种元素中，质子是原子核的组成成分. 卢瑟福用 粒子轰击氮核是世界上最早实现的人工核反应，也是人类有史以来第一次通过有意识的行为改变了原子核.,6,原子核在其他粒子

3、的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应. 在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒. 思考：原子核的人工转变与放射性元素的衰变有什么区别？,7,练一练,8,思考与讨论：用粒子轰击(例如中子、质子、粒子等)是研究物质结构是常用的实验方法.使用中子轰击原子核比使用 粒子(或质子)有哪些优点？ 中子是一种中性粒子，不带电荷，与物质相互作用时几乎不受原子核外电子的影响，被散射的可能性主要取决于原子核性质；原子核对质子、粒子有很强的斥力，对中子不存在库仑斥力.,9,10,二、人工放射性同位素,11,1933年，约里奥-居里夫妇在第七届索尔维会议上报告，某些物质在粒子轰击下发射出正电子连续谱. 经过坚持不懈的研

4、究，1934年，约里奥-居里夫妇得到确切结论.,约里奥-居里夫妇在做实验,约里奥-居里夫妇在给Nature的信中写道： “我们最近的一些实验显示出了一个十分令人惊奇的事实.铝箔放在钋制品上受到辐射，如果将该放射性制品移走，正电子的发射并不立即停止.铝箔保持有放射性，并且这种放射性的辐射也和一般放射性元素一样，作指数衰减.对于硼和镁，我们也观察到了同类现象.” “当我们把辐照过的铝箔溶于盐酸中，放射性就以气态跟随氢气逸走了，还可以收集在管中.化学反应必定是形成了氢化磷(PH3)或氢化硅(SiH4)”,12,约里奥-居里夫妇首次实现了人工制造放射性同位素.根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为

5、是通过核反应制造的人工放射性同位素，不稳定，继续转变为硅30，,13,人工放射性的发现，为放射性同位素研究开辟了一个新领域。与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度可控，可制成各种所需的形状，半衰期较短等优点. 科学家不再仅仅依靠自然界的天然放射性物质来研究问题，大大加快了核物理学的发展速度.人工放射性同位素在国民经济和科学研究的各个领域得到广泛的应用.,14,三、放射性同位素的应用,阅读教材77-78页，了解放射性同位素在各个领域的应用. 射线测厚 放射治疗 基因变异 示踪原子,15,四、辐射与安全,人类一直生活在放射性的环境中，辐射普遍存在于周围环境. 地球上每个角落都有来自宇宙

6、的射线，周围的岩石、建筑物、建筑材料，装修材料、日常用品等都具有放射性. 不过这些辐射强度较弱，在安全剂量范围之内，对人体没有伤害.,16,居里夫人被镭吞噬了生命,放射性研究初期尚未意识到辐射的危害，没有采取保护措施.居里夫人由于长期使用放射性镭开展研究，双手被镭烧伤，遍布伤疤.射线入侵骨髓，引起血液病变，居里夫人患上严重的恶性贫血症.居里夫人使用的笔记本在几十年之后仍然能检测到很强的放射性. 1934年7月4日，居里夫人逝世于法国阿尔卑斯山疗养院.,17,小结,核反应1.根据质量数守恒和电荷数守恒正确书写核反应方程2.核反应和天然放射性元素衰变区别 人工放射性同位素1.人工制造超过1000多种放射性同位素2.放射性同位素在各个领域具有广泛应用,18,课堂练习,写出下列原子核人工转变的核反应方程. (1) (钠核)俘获1个粒子后放出1个质子 (2)