探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件

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人工转变——中子的发现
查德威克证实了卢瑟福关于原子核内还存在中子的猜想，
被称为“中子之父”
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意义：
中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响， 是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供 研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ 三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更 有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得了 许多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子 能的利用。
一、核反应：
1、定义： 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程-----核反应
2、规律： 在核反应中，质量数和电荷数都守恒
人工转变——质子的发现
卢瑟福用α粒子轰击氮核，从氮核中打出
一种新粒子。这种新粒子带有一个单位的 正电量，质量是电子质量的1800多倍。卢 瑟福把它叫做质子(proton)。质子的符号是 p
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
放射线测厚仪
C、放射性治疗：
用钴60发射的射线照射病变部位，可以杀死病变细胞。
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
食品保鲜
被不同剂量γ射线照射后的 马铃薯8个月后的情况，左 上方的马铃薯没经过γ射线 照射，右下方的被γ射线照 射的剂量最大，左下方保 存最好的马铃薯被γ射线照 射的剂量适中。
消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤
农作物检测 诊断器质性和功能性疾病 生物大分子结构及功能研究
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反应生成物P是磷的一种同位素，也有放射性，像天 然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子：
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用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的 发现．后来人们用质子、氘核、中子和光子轰击原 子核，也得到了放射性同位素．
2、与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
材料——居里夫妇发现放射性同
位素和正电子
(
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1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒 子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还 探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同， 所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷， 更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射 中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性 也有一定的半衰期．原来，铝核被粒子击中后 发生了下面的反应：
放射性的防护
（1）在核电站的核反应 堆外层用厚厚的水泥来防 止放射线的外泄
（2）用过的核废料要放 在很厚很厚的重金属箱内， 并埋在深海里
（3）在生活中要有防范 意识，尽可能远离放射源
核反应堆外层的厚厚的水泥建筑
防 护
操作放射性物质的设备
在防护状态下操作放射性物质
小结：
1、核反应基本上可分为两大类：
爆炸发生后，救灾工作在机器人的帮助下展开。由于爆炸 现场巨大的辐射，这些机器人也无法长期工作，常常工作 不久就出现故障甚至报废。
一处废弃的军事基地。由于高辐射污染，这些装备不得不被废弃。
2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有 56人丧生，47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌，并 估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死 亡。
一是自然衰变（天然放射性衰变），
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23940Th
24He
二是人工转变
23940Th29314Pa 10e
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（发现质子的核反应）
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（发现中子的核反应）
2、放射性同位素的应用
放射 性的 应用
射线应用 示踪原子
探伤仪 培育新种 保存食物
对于国际原子能机构的结论，其他组织却有着大相
径庭的调查结果。在结论和观点相反的调查中，以环境保 护组织绿色和平组织的结果最令人震惊。该组织于2006 年4月18日发表报告称，切尔诺贝利核事故导致27万人患 癌，因此而死亡的人数达9.3万。
与此同时，英国两名研究人员的一项研究表明，切
尔诺贝利核事故的长期影响可能导致另外6.6万人死于癌 症。也就是说，除了国际原子能机构承认的死亡数外，还 有6.6万人死于辐射所致的癌症，仅这个数字就是国际原 子能机构所承认的死亡数的15倍还多。
放射线的危害
放射线对人体组织造成的伤害，主 要是由于射线对原子和分子产生作用， 比如电离、激发和分解等，这种作用 将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA 的分子结构.大剂量的放射性射线能导 致畸形、肿瘤、生育功能损伤等.
过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界 产生破坏作用．
20世纪人们在毫无防 备的情况下研究放射性
●相同点：在发生过程中质量数和电荷数都守恒； 反应前后粒子总动量守恒 ●不同点： ●人工转变是一种核反应，是其他粒子与原子核 相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生 ●衰变是原子核自发的变化，不受物理化学条件 的影响
二、人工放射性同位素及其应用
天然放射性同位素
1、放射性同位素
人工放射性同位素
天然存在的放射性元素只有四十几种， 但用人工方法得到的放射性性同位素有 一千多种，因而放射性同位素有着广泛 的用途。由于同位素的核电荷数相同， 所以化学性质相同。
遭原子弹炸后的广岛
切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部，距首都基辅以北 130公里，它是前苏联时期在乌克兰境内修建的第一座核 电站。切尔诺贝利曾经被认为是最安全、最可靠的核电站。
1986年一声巨响彻底打破了这一神话。由于操作人 员违反规章制度，核电站的第4号核反应堆在进行半烘烤 实验中突然失火，引起爆炸，其辐射量相当于400颗美国 投在日本的原子弹。爆炸使机组被完全损坏，8吨多强辐 射物质泄露，尘埃随风飘散，致使俄罗斯、白俄罗斯和乌 克兰许多地区遭到核辐射的污染。切尔诺贝利核事故被称 作历史上最严重的核电事故。
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．
用碘-131诊 断甲状腺
示踪原子
4、放射性污染和防护
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。
➢放射强度容易控制 ➢半衰期更短 ➢放射性废料容易处理
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3、放射性同位素的应用
（1）利用它的射线
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．
几个人工核转变方程
（1）发现质子的核反应方程 ——卢瑟福
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（2）发现中子的核反应方程 ——查德威克
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（3）发现人工放射性同位素 ———居里夫妇
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HeLeabharlann 27 13AlP 30
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1350P1340Si10e
人工转变与衰变的比较
辐射的防护 其基本方法有： （1）距离防护---就是要尽可能远离射线源； (2) 时间防护---就是要尽量减少可能受到照射的 时间； (3) 屏蔽防护---就是在射线源的周围设置能够吸 收或阻挡射线的屏蔽物体，以尽可能减弱射线 的强度与能量. (4) 仪器监测---要配置适当的剂量测量设备，加 强对环境的监测，特别是加强对核电站等有放 射源的区域周边环境的监控.
“鲁棉一号”就是山东 省棉花研究所的科技人 员应用放射性同位素钴60放出的伽玛射线处理 棉花杂交的后代育成 的．
D、利用α射线的电离性，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
（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．