2018-2019学年高中物理教科版选修3-5课件：第三章 第3节 放射性的应用、危害与保护

1．当今医学影像诊断设备 PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它 在医疗诊断中， 常利用能放射正电子的同位素碳 11 作示踪原子。 碳 11 是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮 14 获得，同时还产 生另一粒子，试写出核反应方程。若碳 11 的半衰期 τ 为 20 min， 经 2.0 h 剩余碳 11 的质量占原来的百分之几？(结果取 2 位有效数字)
污染与 防护
举例与措施 密封防护 距离防护
时间防护 屏蔽防护
说
明
把放射源密封在特殊的包壳里，或者 用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏 距放射源越远，人体吸收的剂量就越 少，受到的危害就越轻 尽量减少受辐射的时间 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到 防护作用，铅的屏蔽作用最好
防护
2．防止放射性污染的防护措施有 A．将废弃的放射性物质进行深埋 B．将废弃的放射性物质倒在下水道里 C．接触放射性物质的人员穿上铅防护服 D．严格和准确控制放射性物质的放射剂量
(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是 ( A．放射线的贯穿作用 B．放射线的电离作用 )
C．放射线的物理、化学作用 D．以上三个选项都不是 (2)图 331 是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意 图，如工厂生产的是厚度 1 mm 的铝板，在 α、β、γ 三种射线中， 你认为对铝板的厚度起主要作用的是________射线。
放射性的危害与防护
污染 举例与 与防护 措施
说
明
核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈 核爆炸 的γ射线和中子流，长期存在放射性污染 污染 核工业生产和核科学研究中使用放射性原材 核泄漏 料，一旦泄露就会造成严重污染 医疗 照射 医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病 人受到损害，甚至造成病人的死亡
第 三 章 原 子 核
第3 节
放射 性的 应用、 危害 与防 护
学之窗 师之说 知识点一 知识点二 考向一 考向二
考之向
梦之旅
第3节
放射性的应用、危害与防护
一、放射性的应用 放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的
电离 作用、穿透能力等特征，二是作为 示踪原子 ，三是利用 衰变 特性考古。
1 11 4 解析：核反应方程为14 7N＋1H→ 6C＋2He
设碳 11 原有质量为 m0，经过 t1＝2.0 h 剩余的质量为 mτ，根据半 mτ 1 t1 1 120 衰期定义有m ＝(2) τ ＝(2) 20 ≈1.6%。
0
1 11 4 答案：14 N ＋ H → C ＋ 1.6% 7 1 6 2He
(3)放射性同位素只能是天然衰变产生的，不能用人工方法合成。 ( )
答案：(1)×
工转变有什么不同？
提示：衰变是放射性元素自发的现象，原子核的人工转变 是能够人工控制的核反应。其核反应方程的书写也有区别。
放射性应用分析
1．人造放射性同位素的优点 (1)放射强度容易控制； (2)可以制成各种所需的形状； (3)半衰期很短，废料容易处理。 2．放射出的射线的利用 (1)利用 γ 射线的贯穿本领， 利用钴 60 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 30 cm 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。
3．衰变特性应用 应用14 6C 的放射性判断遗物的年代。
二、放射性的危害和防护 1．危害来源 (1)地壳表面的天然放射元素。 (2) 宇宙 射线。 (3) 人工 放射。 2．防护措施 (1) 距离 防护； (2)时间防护； (3) 屏蔽 防护； (4)仪器监测。
1．判断： (1)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。 (2)α 射线的穿透本领最弱，电离作用很强。 ( ( ) )
(
)
解析：因为放射性物质残存的时间太长，具有辐射性，故 应将其深埋， A 对， B 错。 铅具有一定的防止放射性的能力， 接触放射性物质的人员穿上铅防护服，并要控制一定的放 射剂量，故 C、D 对。
答案：ACD
放射性的应用
[例 1] 用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要
的发现，天然的放射性同位素只不过 40 几种，而今天人工制 造的同位素已达 1 000 多种，每种元素都有放射性同位素。放 射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面都 得到广泛应用。
图 331
(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时需要证明人工合 成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素结晶是同一物质，为此曾采 用放射性同位素 14C 作________。
(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。
3．作为示踪原子 (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，为人 类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径。
1．射线特性的应用 (1)α 射线：利用 α 射线带电、 能量 大， 电离 作用强的特 性可制成静电消除器等。
(2)β 射线：由于 β 射线可 穿过 薄物或经薄物 反射 的特性来测量 薄物的厚度或密度。 (3)γ 射线：由于 γ 射线 穿透 能力极强，可以利用 γ 射线探伤，也 可以用于生物 变异 ，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。 另外还可以利用射线勘探矿藏等。 2．作为示踪原子 在某种元素里掺进一些该元素的放射性 同位素 ，同位素和该元 素经历过程 相同 。用仪器探测出放射性同位素放出的 射线 ，就可查 明这种元素的 行踪 。