高二物理选修5《探测射线的方法》 《放射性的应用与防护》导学案
【新步步高】2015-2016学年高二物理人教版选修3-5学案：第十九章 3、4 探测射线的方法、放射性的应用与防护
3探测射线的方法4放射性的应用与防护[目标定位] 1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器.2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解放射性在生产和科学领域的应用.4.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程．一、探测射线的方法1．探测射线的理论依据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡．(2)放射线中的粒子会使照相乳胶感光．(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生荧光．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室(2)气泡室(3)盖革－米勒计数器二、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．2．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．3．原子核的人工转变1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生了一个质子，核反应方程：42He＋147N―→178O＋11H，第一次实现了原子核的人工转变．三、人工放射性同位素1．有些同位素具有放射性，叫放射性同位素．2．1934年，约里奥·居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3015P.方程42He＋2713Al―→3015P＋10n.想一想医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？答案半衰期短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．四、放射性同位素的应用1．在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ探伤，也可以用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出新品种．2．农业上利用3015P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况．3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用．要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．想一想原子核的人工转变与放射性元素的衰变有何区别？答案原子核的人工转变是指在其他粒子轰击下变成新核的过程，放射性元素的衰变是指核自动转化为新核的过程．一、探测射线的方法1．利用威尔逊云室(1)α粒子显示的径迹直而粗因为α粒子带电荷量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm路程上能使气体分子产生104对离子，过饱和酒精蒸气凝结在这些离子上，形成很粗的径迹．且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直．(2)β粒子显示的径迹β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．(3)γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹．2．利用气泡室气泡室装的是过热液体，粒子经过液体时有气泡形成，显示粒子的径迹．3．盖革·米勒计数器当某种粒子经过管中时，管内气体分子电离，产生电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在外电路中产生了一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来．例1在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是()A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗答案 D解析在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因质量较大，飞行时不易改变方向，所以径迹直而粗，故只有D正确．借题发挥三种射线粒子肉眼都看不见，探测射线粒子的方法都是利用它们和其他物质发生作用时产生的现象，来显示射线粒子的存在．二、核反应及核反应方程1．核反应的条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．2．核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变．3．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：14N＋42He―→178O＋11H7(2)1932年查德威克发现中子的核反应：9Be＋42He―→126C＋10n4(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：2713Al＋42He―→3015P＋10n；3015 P―→3014Si＋0＋1e.4．人工转变核反应与衰变的比较(1)不同点：人工转变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；而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．例2完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的．(1)105B＋42He―→137N＋()(2)94Be＋()―→126C＋10n(3)2713Al＋()―→2712Mg＋11H(4)147N＋42He―→178O＋()(5)2311Na＋()―→2411Na＋11H(6)2713Al＋42He―→10n＋()；3015P―→3014Si＋()答案(1)10n(2)42He(3)10n(4)11H(5)21H(6)3015P，0＋1e解析(1)105B＋42He―→137N＋10n(2)94Be＋42He―→126C＋10n此核反应使查德威克首次发现了中子．(3)2713Al＋10n―→2712Mg＋11H(4)147N＋42He―→178O＋11H此核反应使卢瑟福首次发现了质子．(5)2311Na＋21H―→2411Na＋11H(6)2713Al＋42He―→10n＋3015P；30P―→3014Si＋0＋1e(正电子)15此核反应使约里奥—居里夫妇首次发现了正电子．借题发挥书写核反应方程四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；(3)能量守恒(中学阶段不做要求)；(4)核反应必须是实验中能够发生的．针对训练以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li―→2y y＋147N―→x＋178Oy＋94Be―→z＋126Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子答案 C解析把前两个方程化简，消去x，即147N＋73Li―→y＋178O，可见y是42He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n.因此选项C正确．三、放射性同位素及其应用1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．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．3．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．例3下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的()A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律答案BD解析A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用示踪原子．借题发挥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．探测射线的方法1．关于威耳逊云室探测射线，下述说法正确的是()A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹粗而短且直的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负答案AB解析云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短且直，即B选项正确；由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，D错．核反应方程2．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是()A.94Be＋42He―→126C＋XB.147N＋42He―→178O＋XC.20480Hg＋10n―→20278Pt＋211H＋XD.23992U―→23993Np＋X答案AC解析根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得．3．[2013·新课标35(1)]一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应：P＋2713Al―→X＋n式中P代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________．答案1413解析根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒，新核X的质子数为1＋13－0＝14，质量数为1＋27－1＝27，所以中子数＝27－14＝13.放射性同位素的应用4．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多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000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得到了广泛的应用．(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．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是图19－3、4－1(2)图19－3、4－1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．(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的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做________．答案(1)B(2)β(3)示踪原子解析(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚的铝板和几毫米厚的铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．(3)把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．(时间：60分钟)题组一射线的探测及应用1．下列关于放射线的探测说法错误的是()A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似B．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C．盖革—米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领D．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的种类答案 D2.图19－3、4－2用α粒子照射充氮的云室，摄得如图19－3、4－2所示的照片，下列说法中正确的是() A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹答案 D解析α粒子轰击氮的核反应方程为42He＋147N→178O＋11H，入射的是α粒子，所以B是α粒子产生的径迹，质量大电离作用强的新核178O，径迹粗而短，故A是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为D.3．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是()A．示踪原子B．电离作用C．催化作用D．贯穿作用答案 A解析用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故选项A正确．4．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案BD解析同位素有相同的质子数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B 正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，即选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确．5．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半个小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研究的旋式γ刀性能更好，将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用()A．γ射线具有很强的贯穿本领B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地答案AC6．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4答案 B解析半衰期是对大量原子核的统计规律，A项错误；β衰变是核内中子转化来的，B项正确；γ射线的电离作用弱，C错误；对α衰变，质量数减少4，中子数减少2，D错误．题组二核反应方程7．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1―→42He＋10n②147N＋42He―→178O＋X2③94Be＋42He―→126C＋X3④2412Mg＋42He―→2713Al＋X4则以下判断中正确的是()A．X1是质子B．X2是中子C．X3是电子D．X4是质子答案 D解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为21H，A错；X2为11H，B错；X3为10n，C 错；X4为11H，D对．8．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1答案 C解析根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示为0＋1e，为正电子，故C项正确，A、B、D三项错误．9．一个质子以1.0×107m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是()A．核反应方程为2713Al＋11H―→2814SiB．核反应方程为2713Al＋10n―→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向跟质子的初速度方向一致答案AD解析由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确、B选项错误；由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105m/s，即D选项正确．10．(2013·上海，21)放射性元素21084Po衰变为20682Pb，此衰变过程的核反应方程是________；用此衰变过程中发出的射线轰击199F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________．答案21084Po―→20682Pb＋42He42He ＋199F ―→2210Ne ＋11H解析 根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是21084Po ―→20682Pb ＋42He.用α射线轰击199F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：42He ＋199F ―→2210Ne ＋11H.题组三 综合应用11．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P ，放出一个正电子后变成原子核3014Si ，如图所示能近似反映正电子和Si 核轨迹的是( )答案 B解析 把放出的正电子和衰变生成物Si 核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的方向跟Si 核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C 、D 可排除．因为洛伦兹力提供向心力，即q v B ＝m v 2r. 所以做匀速圆周运动的半径为r ＝m v qB. 衰变时，放出的正电子与反冲核Si 的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即r e r Si ＝q Si q e ＝141.可见正电子运动的圆半径较大． 12．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 的衰变来验证，其核反应方程是6027Co ―→A Z Ni ＋0－1e ＋νe .其中νe 是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni 的质量数A 是________，核电荷数Z 是________．(2)在衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni 和0－1e 的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni 和0－1e ，那么衰变过程将违背________守恒定律． (3)6027Co 是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．答案(1)6028(2)动量(3)基因突变解析(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：6027Co―→6028Ni＋0－1e＋νe，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，就一定会违背动量守恒守律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．13．1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了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的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子．更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al＋42He―→3015P＋10n，这里的3015P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的．(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？答案(1)3015P―→3014Si＋0＋1e(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出正电子．解析(1)核反应方程为3015P―→3014Si＋0＋1e(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出正电子，核反应方程为11H―→10n＋0＋1e。
《放射性的应用与防护》(导)学案 (11)
一、探测射线的方法┄┄┄┄┄┄┄┄①1．探知射线存在的依据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。
(2)放射线中的粒子会使照相乳胶感光。
(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生荧光。
2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室α粒子的径迹直而清晰；β粒子的径迹比较细，而且常常弯曲；γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹。
(2)气泡室粒子通过液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹。
(3)盖革—米勒计数器G-M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。
但不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能区分射线的种类。
[说明]1．探测原理方面：探测原理都是利用射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，来显示射线的存在。
2．G-M计数器区分粒子方面：G-M计数器不能区分时间间隔小于200 μs的两个粒子。
①[判一判]1．放射性的观察往往通过射线粒子和其他物质的作用来间接地观察(√)2．气泡室内液体的温度和压强要略高于凝结点(×)3．盖革—米勒计数器既灵敏又能区分射线的种类(×)二、核反应和放射性同位素的应用┄┄┄┄┄┄┄┄②1．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。
(2)原子核的人工转变①1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子；②卢瑟福发现质子的核反应方程：14 7N＋42He―→17 8O＋11H。
(3)遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
2．放射性同位素的应用与防护(1)定义：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
(2)发现①1934年约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷_3015P；②发现磷同位素的方程：42He＋2713Al―→3015P＋10n。
(3)应用与防护①应用：应用放射性同位素的射线和作为示踪原子；②防护：在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。
高中物理备课参考 探测射线的方法 放射性的应用与防护
③ γ 粒子：γ 离子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。
2. 气泡室：
气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体。
3. 盖革一米勒计数器：
第十九章第 3、4 节 探测射线的方法 放射性的应用与防 护
要点精讲
室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会 以这些离子为核心凝结成雾滴。于是显示出射线的径迹。
（2）粒子径迹：① α 粒子：由于 α 粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方 向，由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。
9
4
12
1
② 1932 年查德威克发现中子的核反应： 4 Be+ 2 He→ 6 C+ 0 n
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：
27
4
30
1
13 Al+ 2 He → 15 P+ 0 n
30
30
0
15 P→ 14 Si+ 1e
5. 放射性同位素： 放射性同位素有人造放射性同位素和天然放射性同位素两种。人造放射性同位素的半衰
期比天然放射性同位素的短得多，因此废料容易处理。由于这些优点，凡是用到射线时，用 的都是人造放射性同位素，而不是天然放射性物质。
6. 放射性的应用：
探伤仪
消除有害静电
射线应用
培育新种
消灭害虫
放
射
保存食物
治疗恶性肿瘤
性
的
农作物检测
应
高中物理选修3-5精品学案：19.3-19.4 探测射线的方法 放射性的应用与防护
3 探测射线的方法4放射性的应用与防护[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.2.知道核反应及其遵循的规律．科学思维：会书写核反应方程．科学探究：1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器.2.了解放射性同位素在科学与生产领域的应用．一、探测射线的方法1．探测射线的理论依据(1)射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡．(2)射线中的粒子会使照相乳胶感光．(3)射线中的粒子会使荧光物质产生荧光．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室：①原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹．②(2)气泡室：气泡室里装的是液体，如液态氢．粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹．(3)盖革－米勒计数器：①优点：G－M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便．②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类．二、核反应和人工放射性同位素1．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．(2)原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程147N＋42He→17 8O＋11H.(3)遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．2．人工放射性同位素(1)放射性同位素：具有放射性的同位素．(2)人工放射性同位素的发现①1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3015P.②发现磷同位素的方程42He＋2713Al→3015P＋10n.3．人工放射性同位素的优点(1)资源丰富，应用广泛．(2)放射强度容易控制，可以制成各种所需的形状，废料容易处理．(3)现在凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物质．4．放射性同位素的应用(1)在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ射线探伤．(2)农业上用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出优良品种．利用3015P 作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况．5．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用．要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．1．判断下列说法的正误．(1)云室和气泡室都是应用射线的穿透能力研究射线的轨迹．(×)(2)盖革—米勒计数器既可以统计粒子的数量，也可以区分射线的种类．(×)(3)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒．(√)(4)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好照射的剂量．(√)(5)发现质子、发现中子和发现放射性同位素3015P的核反应均属于原子核的人工转变．(√) 2．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co放射源进行了实验验证．次年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖.6027Co的衰变方程是6027Co→A Z Ni＋0-1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零.6027Co的核外电子数为______，在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数是________，核电荷数是________．[答案]276028[解析]6027Co的核外电子数为27.由质量数守恒，知A Z Ni的质量数为A＝60.由电荷数守恒，知ANi的核电荷数为Z＝27＋1＝28.Z一、射线的探测由于α粒子和电子都很小，我们仅凭肉眼看不见，但是在威耳逊云室中，我们却能看到如图所示的α粒子和电子的运动轨迹．(1)说出威耳逊云室显示α粒子和电子的运行轨迹的原理．(2)在威耳逊云室中如何判断粒子所带电荷的正负？[答案](1)①α粒子的径迹：由于α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向，并且它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗．②β粒子的径迹：β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．(2)把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，判断出粒子所带电荷的正负．1．三种射线在云室中的径迹比较(1)α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向．由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗．(2)β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．(3)γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹．2．不同探测方法的依据威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类的．3．盖革—米勒计数器(1)优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它检测十分方便．(2)缺点①不同射线产生的脉冲现象相同，只能用来计数，不能区分射线种类．②如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔小于200μs，则计数器不能区分它们．例1(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是()A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹直而粗的是α粒子C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ粒子D．威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由威耳逊云室判断射线所带电荷的正负[答案]AB[解析]威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体分子电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路径排列，可以显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的质量大，在气体中飞行时不易改变方向，电离本领大，贯穿本领小，故α粒子在云室中的径迹直而粗，故B正确；γ粒子的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细而弯曲的是β粒子，所以C错误；把云室放到磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，故D错误．针对训练1(多选)用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟404次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天[答案]AC[解析]由厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确，B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天，C正确，D错误．二、核反应及核反应方程1．核反应的实质是什么？它符合哪些规律？[答案]核反应的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子．符合质量数和电荷数守恒规律．2．如何实现原子核的人工转变？常见的人工转变的核反应有哪些？[答案]人为地用α粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核，可以实现原子核的人工转变．常见的人工转变的核反应有：①卢瑟福发现质子：14 7N＋42He→17 8O＋11H②查德威克发现中子：94Be＋42He→12 6C＋10n③约里奥—居里夫妇人工制造同位素：42He＋2713Al→10n＋3015P30P具有放射性：3015P→3014Si＋0＋1e.153．医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？[答案]半衰期短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．1．核反应的条件用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．2．核反应的规律质量数守恒，电荷数守恒．3．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方程：14N＋42He→17 8O＋11H7(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：9Be＋42He→126C＋10n4(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方程：27Al＋42He→3015P＋10n；3015P→3014Si＋0＋1e.134．人工转变与衰变的比较(1)不同点：人工转变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；而衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒．例21993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20278Pt.制取过程如下：(1)用质子轰击铍钯94Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞20480Hg，反应过程可能有两种：①生成20278Pt，放出氦原子核；②生成20278Pt，同时放出质子、中子(3)生成的20278Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞20280Hg.写出上述核反应方程．[答案]见[解析][解析]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：(1)94Be＋11H→95B＋10n(2)①20480Hg＋10n→20278Pt＋32He.②20480Hg＋10n→20278Pt＋211H＋10n.(3)20278Pt→20279Au＋0－1e，20279Au→20280Hg＋0－1e.书写核反应方程时要注意：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；(3)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化．针对训练2完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程．(1)147N＋10n→146C＋________(2)147N＋42He→178O＋________(3)105B＋10n→________＋42He(4)94Be＋42He→________＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋________[答案]见[解析][解析](1)147N＋10n→146C＋11H(2)147N＋42He→178O＋11H(3)105B＋10n→73Li＋42He(4)94Be＋42He→126C＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋10n其中发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4)．三、放射性同位素及应用1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．(4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症．例3正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是()A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应__________．(填“长”“短”或“长短均可”) [答案](1)①15 8O→15 7N＋0+1e②0+1e＋0-1e→2γ(2)B(3)短[解析](1)由题意得15 8O→15 7N＋0+1e，0+1e＋0-1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，B正确．(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该短些．1．(探测射线的方法)(多选)关于放射线的探测，下列说法正确的是()A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B．由气泡室内射线的径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C．盖革－米勒计数器探测射线的原理也是利用射线的电离作用D．盖革－米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质[答案]ABC[解析]气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似，故A选项正确；由气泡室内射线的径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析粒子的带电、动量、能量等情况，故B选项正确；盖革－米勒计数器利用射线的电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C 选项正确；盖革－米勒计数器对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此盖革－米勒计数器只能用来计数，不能分析射线的性质，所以D选项错误．2．(核反应方程的书写)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1[答案] C[解析]根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝1，因此X表示0＋1e，为正电子，故C正确，A、B、D错误．3．(放射性同位素)(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与4014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C.用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响[答案]BD[解析]同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B 对；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；3015P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D 对．4．(放射性同位素的应用)在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是()A．应该用α射线探测物体的厚度B．应该用γ粒子放射源制成“烟雾报警器”C．医院在利用放射线诊断疾病时，用半衰期较长的放射性同位素D．放射育种中利用γ射线照射种子，使其遗传基因发生变异[答案] D。
最新精编人教版高中选修3-5物理：19.4《放射性的应用与防护》教案设计
最新精编人教版高中选修3-5物理：19.4《放射性的应用与防护》教案设计放射性的应用与防护★新课标要求（一）知识与技能（1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程。
（2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。
（3）了解放射性在生产和科学领域的应用。
（4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。
（二）过程与方法渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
（三）情感、态度与价值观培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。
★教学重点人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。
★教学难点人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：1．挂图，实验器材模型，课件等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。
本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。
学生：回忆前面学习的衰变方程以及衰变过程中遵循的规律。
同时学生说出三种衰变物质的性质。
点评：开门见山引入本节课的课题，这能很快让学生知道本节课要做的事情，符合这一部分内容的教学。
通过复习巩固前面的知识，对这一部分内容的教学是有帮助的，有利于学生对人工转变的理解。
（二）进行新课1．核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。
在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。
人工转变核反应方程：H O He N 1117842147+→+ n C He Be 101264294+→+例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）1123Na 俘获1个α粒子后放出1个质子。
高中物理第十九章四放射性的应用与防护学案新人教选修
三、探测射线的方法四、放射性的应用与防护【学习目标】1．知道什么是人工和天然放射性同位素；2．了解放射性同位素的特点和应用；3．知道如何防护放射线。
【新知预习】一、探测射线的方法1．探测射线的理论根据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生________，过热液体会产生________．(2)放射线中的粒子会使照相乳胶________．(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生______．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子________，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹．②各种射线的径迹特点α粒子的径迹________．高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是________的．γ粒子的________本领很小，在云室中一般看不到它的径迹．(2)气泡室：气泡室原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，如液态氢．(3)盖革—米勒计数器：G—M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便．但不同的射线产生的脉冲现象________，因此只能用来________，不能区分射线的________．二、核反应放射性的应用与防护1．核反应(1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生___________________________的过程．(2)原子核的人工转变①1919年______用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子．②卢瑟福发现质子的核反应方程：______________________________。
(3)遵循规律：________守恒，________守恒．2．人工放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素的定义有些同位素具有________，叫做放射性同位素．(2)人工放射性同位素的发现①1934年约里奥居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有________．②发现磷同位素的方程： ____________________________________________.(3)放射性同位素的应用应用共有两个方面：一方向是应用它的________．另一方面是作________．(4)辐射与安全人类一直生活在有放射性的环境之中，________的射线对人体组织有破坏作用．要防止________对水源、空气、用具等的污染．4．人工转变核反应与衰变的比较(1)不同点：原子核的人工转变，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，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．【导析探究】导析一探测射线的方法例1.利用威耳逊云室探测射线时若观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是( ) A．可知有α射线射入云室B．可知有β射线射入云室C．观察到的是射线粒子的运动D ．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴导析二 核反应 放射性的应用与防护例2.1919年卢瑟福用α粒子撞击N 147核发现了质子．(1)写出这个核反应的方程式；(2)上述核反应可以用如下的模型来认识，运动的α粒子撞击一个静止的N 147核，它们暂时形成一个整体(复合核)，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量1.19 MeV.那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的能量至少要多大？(3)英国物理学家威耳逊在1911年发明了“云室”．带电粒子在云室中运动时，可以显现出运动的径迹．把云室放在匀强电场中，分别将质子和α粒子垂直于电场方向打入同一匀强电场中，观察它们运动的径迹，如果质子和α粒子运动的径迹相同(电场方向和质子、α粒子运动径迹所在平面平行)．求：质子和α粒子进入电场时的动能之比是多少？【当堂检测】1．下列关于放射线的探测说法错误的是 ( )A ．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似B ．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C ．盖革—米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领D ．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的种类2．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是( )A ． 94Be ＋42He→C 126＋XB ． N 147＋42He→O 178＋XC ．204 80Hg ＋10n→202 78Pt ＋211H ＋XD ．239 92U→23993Np ＋X高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
鲁科版高中物理选修(3-5)-3.3《放射性的应用与防护》学案
第三节放射性的应用与防护一、知识点扫描1、放射性的应用：射线测厚装置：烟雾报警器；放射治疗；培育新品种，延长保质期。
作为示踪原子：棉花对磷肥的吸收；甲状腺疾病的诊断。
2、放射性污染和防护核爆炸核泄漏医疗照射防护：密封防护距离防护时间防护屏蔽防护通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。
二、例题精讲例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子（2）1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子（3）816O俘获1个中子后放出1个质子（4）1430Si俘获1个质子后放出1个中子三、能力训练1．1965年，我国科学家首次用人工方法合成的结晶牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是( )A．学分析B．同位素示踪原子C．光谱分析D．测定介电常数2．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹．贫铀是从金属中提炼铀235以后的剖产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )①由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害②爆炸后的弹片不会对人体产生危害③铀238的衰变速率很快④铀的半衰期很长A．①②B．③C．①④D．②④3．美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场．那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因．这是利用123I所放出的( )A．热量B．α射线C．β射线D．γ射线4．美国医生用123I对老布什总统诊断，使其很快恢复健康，123I的特性是( ) A．半衰期长，并迅速从体内清除B．半衰期长，并缓慢从体内清除C．半衰期短，并迅速从体内清除D．半衰期短，并缓慢从体内消除5．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是( ) A．示踪原子B．电离作用C．催化作用D．贯穿作用6．下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线( ) A．B超B．化疗医治肿瘤C．X光透视D．CT断层扫描7．一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，每分钟衰变6000次，将它注射到某人的血液中，经过15h后从此人身上取出10mL的血液，测得每分钟有2次衰变，已知这种同位素的半衰期为5h，试计算这个人血液的总体积为多少?。
19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护导学案
19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护【学习目标】1.知道探测射线的方法．2．掌握核反应的概念和原子核的人工转变．3．知道放射性同位素，了解放射性的应用和防护．【重点难点】1.原子核的人工转变．2．放射性同位素的特点和应用．【易错问题】：误认为只要遵守质量数和电荷数守恒写出的核反应方程都是正确的．【自主学习】一、探测射线的方法探测器材的设计思路：粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气体会产生_____，过热液体会产生气泡．射线中的粒子会使照相乳胶感光．射线中的粒子会使_________产生荧光．1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部是一个可在小范围活动的____．实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到_______状态．粒子穿过该空间时，沿途使气体分子______产生离子，过饱和蒸气就会以这些离子为核心__________，于是显示出射线的径迹．2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点．当气泡室内的_____突然降低时，液体的_____变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出粒子的径迹来．3．盖革－米勒计数器它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的________，筒内中间有一根接电源正极的_______，里面充入惰性气体以及少量_________蒸气．当射线通过管内时，会使气体______，产生的_____在电场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次_________，电子仪器把这次脉冲记录下来．二、核反应1．定义：原子核在_________的轰击下产生________的过程．2．原子核的人工转变(1)1919年_______用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子．(2)卢瑟福发现质子的核反应过程：__________________.3．遵循规律：_______守恒，_______守恒．三、人工放射性同位素1．放射性同位素的定义：有些同位素具有________，叫做放射性同位素．2．人工放射性同位素的发现(1)1934年约里奥居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性同位素____.(2)发现磷同位素的过程：_________________.四、放射性同位素的应用共有两个方面：一方面是应用它的______．另一方面是作___________．五、辐射与安全人类从来就生活在有放射性的环境之中，_____的射线对人体组织有破坏作用．要防止_____________对水源、空气、用具等的污染．【基础达标】1．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是( )A．示踪原子 B．电离作用C．催化作用 D．贯穿作用2．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A．γ射线具有很强的贯穿本领 B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量 D．γ射线能很容易地绕过阻碍物达到目的地3．贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )A．由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害C．铀238的衰变速率很快 D．铀的半衰期很长4．用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )A．其质子数为122 B．其质量数为294 C．其原子序数为118 D．其中子数为90 5．写出下列原子核人工转变的核反应方程．(1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子；(2)2713Al(铝核)俘获1个α粒子后放出1个中子；(3)16 8O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子；(4)3014Si(硅核)俘获1个质子后放出1个中子．6．关于放射性同位素的作用，下面说法正确的是( )A．利用射线的穿透性检查金属制品，测量物体的密度和厚度B．利用射线的电离本领消除有害的静电积累C．利用射线的生理效应来消毒、杀菌和治疗肿瘤D．利用放射性同位素作示踪原子7．下列有关放射性同位素3015P的说法中正确的是( )A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响8．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了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，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．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危害9．以下几个核反应方程中，粒子X代表中子的方程是( )A.14 7N＋42He―→17 8O＋XB.94Be＋42He―→12 6C＋XC.3015P―→3014Si＋XD.14 6C―→14 7N＋X10．三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应生成Z核并放出一个氦核(42He)．则下面说法正确的是( )A．X核比Z核多一个质子 B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大3 D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍11．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He―→ X＋10n.下列判断正确的是( )A.10n是质子B.10n是中子 C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素12．用中子轰击氧原子核的核反应方程式16 8O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是( )A．X代表中子，a＝17，b＝1 B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1 D．X代表质子，a＝17，b＝113．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )A．质子、α衰变 B．电子、α衰变C．α粒子、β衰变 D．正电子、β衰变14.图19－3－2如图19－3－2所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将一静止的放射性14C放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直，a、b均表示长度)．则(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)．(3)14C的衰变方程是________________________________________________________________________．(4)简要推导发生衰变后的瞬间放出的粒子与反冲核的动能之比．15．1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强，它甚至能穿透几厘米厚的铅板，1932年，英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核．若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为v H＝3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度v N＝4.7×106m/s，假定正碰时无机械能损失，设未知射线中粒子质量为m，初速度为v，质子的质量为m′.(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式；(2)根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m′之比(已知氮核质量为氢核质量的14倍)．。
2018学年第二学期高二物理选修3-5第19章第三、四节《探测射线的方法和放射性的应用与防护》学案
选修3-5 第19章原子核第3、4节探测射线的方法和放射性的应用与防护年级：班级：学号：姓名：学习目标：1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器.2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解放射性在生产和科学领域的应用.4.知道核反应及其遵循的规律，会正确书写核反应方程．学习过程：【新知探究】一、探测射线的方法[导学探究]由于α粒子和电子都很小，我们仅凭肉眼看不见，但是在威耳逊云室中，我们却能看到如图1所示的α粒子和电子的运动轨迹．图1(1)说出威耳逊云室显示α粒子和电子的运行轨迹的原理．(2)在威耳逊云室中如何判断粒子所带电荷的正负？[知识深化]1．威尔逊云室(1)α粒子显示的径迹因为α粒子的电离本领强，沿途产生的离子多，过饱和酒精蒸气凝结在这些离子上，形成很清晰的径迹．且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直．(2)β粒子显示的径迹β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．(3)γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹．2．气泡室气泡室装的是过热液体，粒子通过液体时在它的周围有气泡形成，显示粒子的径迹．3．盖革—米勒计数器当某种粒子经过管中时，管内气体分子电离，产生电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在外电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来．例1(多选)下列说法中正确的是()A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使气体电离的性质B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种类C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的是β粒子的径迹D．根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况，可以分析粒子的动量、能量及带电情况等针对训练1(多选)利用威耳逊云室可以研究放射性元素衰变时放出的射线，下列说法正确的是()A．可以利用威耳逊云室研究所有的射线B．α粒子在威耳逊云室中的径迹直而粗，是因为α粒子的质量大，电离本领强C．β粒子在威耳逊云室中，几乎看不到它的径迹D．利用威耳逊云室可判断射线所带电荷的正负二、核反应及核反应方程[导学探究]1．核反应的实质是什么？它符合哪些规律？答案(1)它的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子．(2)在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律．2．如何实现原子核的人工转变？常见的人工转变的核反应有哪些？[知识深化]1．核反应的条件用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．2．核反应的规律质量数守恒，电荷数守恒．3．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方程：14N＋42He→178O＋11H7(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：9Be＋42He→126C＋10n4(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方程：27Al＋42He→3015P＋10n；3015P→3014Si＋0＋1e.134．人工转变与衰变的比较(1)不同点：人工转变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；而衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒．例2完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程(均填序号)．(1)147N＋10n→146C＋________(2)147N＋42He→178O＋________(3)105B＋10n→________＋42He(4)94Be＋42He→________＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋________其中发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4)．针对训练2用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1三、放射性同位素的应用1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．(4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症．例3正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是()A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应__________．(填“长”“短”或“长短均可”)【课堂练习】1．(探测射线的方法)(多选)关于威尔逊云室探测射线，下列说法中正确的是()A．威尔逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示射线运动的轨迹B．威尔逊云室中径迹直而清晰的是α射线C．威尔逊云室中径迹细而长的是γ射线D．威尔逊云室中显示粒子径迹的原因是蒸气电离，即使放入磁场中也无法判断射线所带电荷的正负2．(核反应方程)以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x＋73Li→2y；y＋147N→x＋178O；y＋94Be→z＋126Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子3．(放射性同位素)(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与4014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响4．(放射性同位素的应用)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不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达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得到了广泛的应用．(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．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是(2)图2是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是__________射线．图2(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的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做________．【归纳整理】。
人教版高二物理选修3-5导学案：19.3~4《探测射线的方法》《放射性的应用和防护》无答案
第19.3、4节《探测射线的方法和放射性的应用与防护》导学案班级：___________ 组名：___________ 姓名：____________【学习目标】1.知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的现象，了解几种仪器的简单构造和基本原理2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。
3.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程。
4.了解放射性在生产和科学领域的应用。
知道射线的危害及防护。
【使用说明与学法指导】通过理论联系实际的方法解决物理问题、守恒观点【知识链接】1．写出下列粒子的符号：α粒子，质子，中子，电子。
2．放射性元素放射出________、_________和__________三种射线，这三种射线的电离本领从强到弱依次是________、_________、________。
2．原子核发生衰变时，遵循：3．半衰期是用来描述放射性元素的物理量，半衰期越长，表明放射性元素衰变的，半衰期越短，表明放射性元素衰变的。
【学习过程】知识点一、探测射线的方法【问题1】阅读教材73页的第一部分，思考并讨论放射线的粒子与其他物质作用时产生的现象主要有：（1）组成射线的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，_____________会产生雾滴，_________会产生气泡。
（2）射线能使照相乳胶_____。
（3）射线能使_________产生荧光。
知识点二、威耳逊云室【问题2】阅读教材74页的“威耳逊云室”部分，回答下列问题：（1）原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的_____________，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心___________，于是显示出射线的径迹。
（2）试分析三种射线在威耳逊云室中的径迹特点和成因。
射线径迹特点成因α射线径迹____________ 质量___，不易改变方向。
电离本领____，沿途产生的离子多，β射线高速时径迹________低速时径迹________质量___，容易改变方向，并且电离本领___，沿途产生的离子少γ射线观察不到径迹静止质量为___，电离本领更______ 【问题3】如图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹，云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。
高中物理-第十九章第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护导学案
第十八章 原子核19.3探测射线的方法19.4放射性的应用与防护【教学目标】1．知道什么是人工和天然放射性同位素。
2．了解放射性同位素的特点及应用。
3．知道如何防护放射线。
重点： 放射性同位素的特点及应用难点： 放射性同位素的特点及应用【自主预习】1.可以通过下面这些现象来探知射线：(1)粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。
(2)使照相乳胶____________________________。
(3)使荧光物质____________________________。
2．利用威耳逊云室，可以根据径迹的________和________，可以知道粒子的性质；把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的________，还可以知道粒子所带电荷的正负。
3．第一次实现原子核人工转变的方程为______________。
4．原子核在其他粒子的轰击下产生________的过程称为核反应。
与衰变过程一样，在核反应中，________守恒，________守恒。
5．有些同位素具有________，叫做放射性同位素。
第一次用人工的方式生成的放射性同位素是________，其生成方程式为________________________________________________________________________。
6．放射性同位素的应用(1)工业部门可以使用射线来测________；(2)在医疗方面，患了癌症的病人可以接受________的放射治疗；(3)利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出新的优良品种。
(4)用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器探测出来。
这种原子就是________。
7.放射性的应用与防护(1)核反应原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
物理选修3-5学案：教材梳理 第十九章 3.探测射线的方法4.放射性的应用与防护 含解析 精品
疱丁巧解牛知识·巧学一、射线的效应1.离子使气体或液体电离，以这些粒子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡.2.使照相底片感光.3.使荧光物质产生荧光. 二、威耳逊云室1.构造：主要部分是一个塑料或玻璃制成的容器，它的下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹，云室里面有干净的空气.2.原理：把一小块放射性物质(放射源)放在室内侧壁附近(或放在室外，让放射线从窗口射入)，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸汽，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态，这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心，凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹.这种云室是英国物理学家威耳逊于1912年发明的，故叫威耳逊云室. 三、气泡室气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体(如液态氢)，控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点，当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成，从而显示射线径迹. 四、盖革·米勒计数器1.构造：主要部分是盖革管，外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝，管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气，如图19-3-1.图19-3-12.原理：在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的电离电压，当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子，这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中产生了一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来. 五、核反应 1.核反应原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程叫做核反应.人类第一次实现的原子核的人工转变：N 147+He 42→O 178+H 11要点提示 天然放射性元素会产生自发核衰变，不属于核反应.误区警示 (1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程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，不能只依据两个守恒定律凭空杜撰出生成物来写核反应方程.(3)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化而释放出或吸收能量.2.核反应方程(1)在核反应中，参与反应的原子核内的核子(质子和中子)将重新排列或发生转化.用原子核的符号来表示核反应前后各原子核变化情况的式子称为核反应方程. 原子核反应方程一般用下列方程表示： i+T →1+R式中i 为入射粒子，T 为靶原子核，R 为生成原子核，l 为出射粒子.出射粒子l 可以与入射粒子i 相同，此种过程称为散射，如果散射中动能不变，称为弹性散射，如果散射中动能改变，则称为非弹性散射，若在散射过程中，原子核种类不变，但也广义地称为核反应. (2)常见的核反应方程用α粒子轰击氮核而发现质子：N 147+He 42→O 178+H 11.用α粒子轰击铍从而发现中子：Be 94+He 42→C 126+n 10. 铀238原子核的α衰变：U 23892→Th 23490+He 42. 钍234原子核的β衰变方程：Th 23490→Pa 23491+e 01 +υ.3.核反应遵守的规律(1)电荷数守恒：反应前后体系的总电荷数守恒，即粒子与核的电荷数代数和不变. (2)质量数守恒：反应前后体系的总质量数不变. (3)动量守恒：反应前后粒子动量之和不变. 六、人工放射性同位素 1.放射性同位素具有放射性的同位素，叫做放射性同位素.用人工的方法可以得到放射性同位素.用质子、氘核、中子和γ光子轰击原子核，可得到各种放射性同位素.深化升华 并不一定只有放射性元素才有放射性同位素.非放射性元素也可有放射性同位素. 辨析比较 与天然放射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状.特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多，废料容易处理. 2.常见的人工转变方程铝核被α粒子轰击：Al 2713+He 42→P 3015+n 10. P 3015的衰变反应方程：P 3015→Si 3014+e 0101e+υ. 联想发散 天然放射性同位素只不过六十多种，而人工制造的放射性同位素已达一千多种.七、放射性同位素的应用放射性同位素的应用主要分为两类：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特性，二是作为示踪原子.2.示踪原子由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质，如果在某种元素里掺进一些放射性同位素，那么无论走到哪里，它的放射性同位素也经过同样的过程，而放射性元素不断地放出射线，再用仪器探测这些射线，即可知道元素的行踪，这种用途的放射性同位素叫示踪原子.例如，在内燃机的活塞上装有放射性同位素铁59的活塞环时，通过测量润滑油中的放射性就可以弄清楚活塞跟汽缸壁的磨损情况，不必拆开内燃机去检查. 在农业施肥中，在肥料中加一些放射性同位素，就会知道哪种农作物在什么季节最能吸收含有哪种元素的肥料. 在医学中，利用放射性同位素可以了解病人的血液循环情况和食物消化情况，以及诊断某些疾病的病变情况. 八、辐射与安全 1.放射线的危害射线具有特定的能量，对物体具有不同的穿透能力和电离能力，从而使物体或机体发生一些物理、化学、生化变化.如果人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞器官组织受到损伤，破坏人体DNA 分子结构，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷，过度照射时，人常常会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状，过度甚至死亡.对于放射性的污染与防护如下表：2.防护辐射防护的基本方法有时间防护、距离、屏蔽防护.要防止放射性物质对水源、空气、用具、工作场所的污染，要防止射线过多地长时间地照射人体.学法一得 根据不同的需要可以有目的地利用各种放射性物质，在利用放射性物质的同时，还应注意对射线进行防护，增强安全防范意识. 典题·热题知识点一 核反应方程例1 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Pt 20278.制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶Be 94产生快中子；(2)用快中子轰击汞Hg 20480，反应过程可能有两种：①生成Pt 20278，放出氦原子核；②生成Pt 20278，放出质子和中子；③生成的Pt 20278发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg 20280.写出上述核反应方程.解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新生核的电荷数和质量数，然后写出上述核反应方程如下：(1)Be 94+H 11→B 95+n 1(2)①Hg 20480+n 10→Pt 20278+He 32 ②Hg 20480+n 10→Pt 20278+2H 11+n 10 ③Pt 20278→Au 20279+e 01-Au 20279→Hg 20280+e 01-巧妙变式 此题只要严格按照写核反应的原则进行，一般是不会出错的.写核反应方程的原则是：(1)质量数守恒和电荷守恒；(2)中间箭头，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，但中学阶段不做要求；(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. 知识点二 放射性同位素例2 放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为( ) A.放射性同位素不改变其化学性质B.放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D.放射性同位素容易制造 解析：放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A 、B 、C 正确，选项D 错误.答案：ABC例3 近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”.据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务.问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A.γ射线具有很强的贯穿本领B.γ射线具有很强的电离作用C.γ射线具有很高的能量D.γ射线能容易地绕过障碍物到达目的地解析：γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米的铅板，但它的电离作用很小.γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处汇聚，利用γ射线的高能量杀死肿瘤细胞.综上所述，正确选项为A、C.答案：AC巧解提示γ刀是物理学家创造的高科技产品，这里的“刀”的本质显然就是大量能量的汇聚，能量汇聚在具有确定边界的小体积内，并将小体积物块损毁，就达到了外科手术的效果.实际上将X光子、质子、中子、α粒子等高能粒子射线进行交会也能形成类似的“刀”，称之为“粒子手术刀”，而γ刀是较早产生的其中一员，可以预见物理学家创造的“刀”将会更广泛地应用于其他疾病治疗中，造福人类.例 4 用人工方法得到放射性同位素，这是一个重要的发现，天然放射性同位素只不过六十几种，而今天人工制造的同位素已达一千多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研的许多方面得到广泛的应用.(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)如图19-3-2所示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.图19-3-2(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的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C作___________________.解析：(1)因反射线的电离作用，空气中与验电器所带电电性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失.(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1 ｍｍ的铝板，因而探测器不能探到，γ射线穿透本领最弱，穿透1 ｍｍ的铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨，β射线也能穿透几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨，所以起主要作用的是β射线.(3)把掺入14C的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经多次更新结晶后，得到了反射性14C 分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素合为一体，它们是同一物质，把这种放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动迁移，再用放射性探测仪器进行跟踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况和规律，人们把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.答案：(1)B (2)β (3)示踪原子巧解提示 抓住射线的穿透能力和电离能力是解决此类题目的关键. 问题·探究 思想方法探究问题1 示踪原子的应用体现了哪些物理思想？ 探究过程：一种元素的各种同位素都有相同的化学性质，这样，我们可以用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器探测出来，这种原子就是示踪原子.因此，示踪原子的应用体现了等效替代的物理思想，并且利用了示踪原子的放射性这一物理性质.探究结论:示踪原子的应用体现了等效替代的物理思想，并且利用了示踪原子的放射性这一物理性质. 误区陷阱探究问题2 放射性同位素具有放射性，因此放射性元素是指放射性元素的同位素，这种说法正确吗？ 探究过程：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P 3015，它是磷的同位素，但它具有放射性，因此称P 3015为磷的放射性同位素.探究结论:放射性元素是指放射性元素的同位素的说法是错误的.。
高三物理最新教案-第二十一章三、四、探测射线的方法
探测射线的方法放射性的应用和防护教学目标一、知识目标1、了解现代探测放射线的方法，开拓学生视野．2、知道放射性同位素有哪些应用．3、知道简单的放射性防护措施．二、能力目标1、通过本节内容的学习，让学生了解放射性在各个领域的广泛应用以及我国在这方面的成就，同时让学生知道简单的放射性防护措施．三、情感目标通过介绍我国在放射性研究上所取得的成就，加强对学生的爱国主义教育；启发他们树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想．教学建议教材分析分析：本节内容可分成两大部分：放射性的利用和防护．利用方面主要有两个途径：一是利用它的射线，二是作为示踪原子．教法建议学生自学：学生阅读课本，并总结出放射线的各种应用和防护措施.教材分析分析：本节内容简要介绍了现代几种常用探测射线的方法，包括威耳孙云室、气泡室、计数器等，简单介绍了各种探测方法的原理、使用方法等．教法建议建议：本节内容建议由学生自学，对学生不懂的地方教师可简单讲解．典型例题例题：下列关于放射线的说法中不正确的是A、放射线可以用来进行工业探伤B、放射线可以使细胞发生变异C、放射同位素可以用来做示踪原子D、放射线对人体无害答案：D扩展资料放射性的应用核能的和平利用除了以核动力的形式被广泛应用于现代能源和舰艇船只的动力外，还可利用放射性核本身所发射的各种射线的能量．这是一切放射性核所具有的特性，虽然其能量和核裂变能相比是比较小的，但由于核科学技术的蓬勃发逐，放射性在科学技术上还是获得了愈来愈广泛的使用．而这些有用的不同能量、不同种类的射线都是从各种核素中放射出来的，所以放射性的应用也归结为放射性核素的应用．放射性应用的形式可分成三种：第一，它可以作为新的科学研究工具(即示踪原子)应用于各种学科．其中包括物理学、化学、生物学、医学、地质学和考古学等；第二，放射性同位素所发射的射线和X射线很相似，可以用来作为辐射源去透视各种X射线不能透视的材料内部的特性和缺陷，并可以在大规模生产中，用作为自动检查仪器及各种测量仪器等等；第三，它可作为核能源应用，如核电池．下面仅就某些方面的应用加以简单介绍．首先，在考古学中，我们可以利用测定发掘物中碳14放射性核素的含量，来确定它的年代．这是由于不论植物的品种和生长在何处，其新细胞组织中每一克碳内所包含的放射性碳原子核的数目都是相同的，即都等于750亿个．它们衰变时能放出β粒子，其半衰期约为5730年，即2分钟内有17个碳14核发生衰变．随着弱β射线测量方法的不断改进，科学家们有办法测量出它的放射性活度．当然，在大自然的循环过程中，植物中的碳14随同废物一起进入动物的机体．这样生长中的动植物，其中衰变掉的碳14是由大气中的二氧化碳所生成的新的碳14来补充，所以每克组织中的碳14的数目保持不变．但是死亡后的动物或植物其情况就不同了，此时来自大气的放射性碳原子不再补充衰变掉的放射性碳原子，而死亡机体中的放射性碳原子数目是按其衰变规律减少，即约经5730年下降一半，经11460年减少到1/4．依此类推，就能根据动植物残骸中碳14的含量来确定其死亡时间．考古学家们就是用上述方法来确定各种出土文物、古遗址和具有考古价值遗物的年龄的．例如，我国曾对出土越王勾践剑进行过鉴定．当然，在测定含有动物或植物体所形成的许多碳化合物的岩石的年龄时，要求它们不能超过几万年．因为如果在6万年前，即约经过10个半衰期，这样碳14的放射性活度已下降到千分之一，测出它就很困难，实际上也是不可能的．同样，可根据天然放射性核素的衰变规律，以及它在某种特定的公石中的含量，来确定化石的年龄．从此也可以推算出形成矿床和地层的年龄，这比其它各种估计地壳年龄的方法能更精确地得到地质年代或陆地形成的年代，通常称之为“地质钟”，用这种方法可算知地壳的年龄约为40亿年．在地质学上的另一种应用是放射性勘探矿藏．在地质钻孔探矿中，对于不同钻孔深度的岩芯样品分析原是件复杂而繁重的工作．而射线探矿就可以很快帮助地质学家们解决这个问题．对于那些含有放射性元素如铀、钍、钾等的矿层，可直接从放射性活度记录仪器上反映出来．研究结果表明：粘土、页岩、磷石灰岩等都有很强的放射性．而煤、砂岩、石灰岩(可能含有石油)，以及气体等的放射性是很微弱的．由此可见从放射性的强弱大致上可发现石油矿层．放射性射线在现代工业的生产过程中也获得了十分广泛的应用．我们知道由于射线具有强的穿透性，特别是γ射线，它的穿透能力比医学和工业上已用过的x射线还要强许多倍．这样，冶金和机械工业就用它来透视各种产品，以达到无损探伤的目的．常用的有钴60γ射线探伤仪，这种射线能穿透30厘米厚的铁板．经过透视可方便地发现各种金属制品中的缺陷，如零件中的裂纹或铸件中的砂眼，特别能及时查出焊缝的质量．更方便的是用射线照相的方法，如在射线通过的路径上有孔隙或裂纹，则γ射线将会畅通无阻，照相底版上就会呈现出黑色．也可用计数器代替照相底版，从计数的强弱中可分析出金属中有无缺陷．随着中子的发现及其测量技术的发展，现代工业中往往用中子源代替γ源进行中子探伤或称中子照像．由于这种方法具有更多的优点，因此近年来被更广泛采用．此外，利用同样的原理可对钢板等各种板材的厚度进行自动测量，这种装置称为射线测厚仪．用它可以控制和保证其生产过程中板材厚度的均匀性．当然也可对各种金属镀层厚度或涂在人造革、漆布和其它纺织品上的颜色、涂料的厚度进行测量；对锅炉内的水位或其它容器内的液位高度也可进行测量，这种装置称为射线液位计；对高速旋转的机器的转速也可进行测量，被称为射线测速仪等等．另外一个有意思的应用放射线核素的例子是可用它来检查无法直接观察的设备零件的磨损情况．当磨损情况严重时，放射性核素进入摩擦面，一起磨损被润滑油带走．只要在润滑油所经过的路径上装上记录放射性的计数器，就能及时地发现油内的放射性元素，运行操作人员只要从仪表指示或讯号指示上就能很快发现．根据同样的原理，可使输送石油产品自动化．即在同一根管道中连续输送两种不同产品时，只要在中间注入一种含有放射性核素的制剂，使其与管道的阀门开关相互联系，造成油门的自动转换，就能达到自动输送的目地．当然，同时也可做到放射性检漏，只要把放射性检漏仪放入油管中，如遇上漏油处它就能发出讯号指示出漏油的地方，可做到及时维修．毫无疑问，随着核技术的不断发展，它在现代工业上，特别是生产过程自动化的需要上，各种放射性同位素仪表将起着更大的作用．由于射线的电离本领能杀死各种细菌，所以可利用射线对罐头食品、医疗用品进行消毒，它在食品工业、商业和贮藏保鲜食品等方面也获得了广泛应用．同样，放射性同位素在农业生产中也得到了多方而的应用．例如，辐照育种以达到早熟增产的目的，经过三十多年的研究证明，辐照后的种子，其生长过程发生了许多变化，其中大多数变化干扰了它们正常生长而发生变异．但是仍有一部分经过突变的生物体在某一方面得到了改善．至今，人们还不能控制或预测它们的变化．不过已有九种辐照良种在世界各地生产，在这些良种中，没有一种理想的变化是直接来自处理过的种子，它们都是经过几代的杂交育种和选种以后，才能获得有用的新品种．除此以外，放射性核素示踪剂还可用于合理施肥，即把放射性核素磷32混入肥料，观测其根部如何吸收营养，结果发现植物在生长前两三个星期内，其体内50～70％的磷都是从肥料中得到的．另外发现肥料也可被植物的叶部吸收．像磷、氮、钾这些元素从吸收部位运送上去和运送下来的速率，与由根部吸收后的运送速率是相同的．当然，在其它方向如家畜的饲养、种子、果品、蔬菜等贮存保鲜，以及防治各种病虫害方面，射线也有很多应用，在此就不再一一例举了．目前放射性核素在生物化学和生理学方面，己愈来愈广泛地被用来研究机体内的新陈代谢作用等等．研究结果表明，人体中所需要的各种蛋白质、脂肪等基本物质在贮存过程中部不是“不变的”．它们根据人体活动的需要而随时动用，不断地进行物质的更新过程，也就是破坏和分解—些旧物质，生成一些新物质是同时进行的．这样就能对人体内的新陈代谢作用更为有效地抑制和调节，从而促进人的健康和长寿．另外，通过示踪原子法对人体的血液循环出进行了研究，因为血液循环的速度能够说明身体的健康状况．一般是注入含有微量放射性钠原子的食盐水，并用能记录钠24所放射的γ射线的计数器进行测量．结果表明健康成年人的血液循环一周的平均时间约为22秒；2～12岁的小孩为11秒，而6周到2岁的小孩只有7秒钟．由此也可在某些病症的选药上进行应用放射性核素．如果我们对患有高血压病的人，测量其用药前后的血液循环时间的变化，很快就能确定治疗高血压病的各种药品的效果．此外，用标记红血球的办法，可证明人体中并不存在“血库”的概念．因为早先人们曾认为人体中的血液不是全部参加循环，而是有一部分血液积存在肝、脾和一部分肌肉内，即“血库”．而人在进行体力劳动或机体处在氧气稀薄的情况下(如高山或高空中)，“血库”能把血压出参加循环．但经用食有放射性磷32的红血球进行验证，测得在剧烈运动或繁重的体力劳动后，人体血液中的红血球量实际上并没有增加．这就说明，没有从“血库”中取得任何补充血液．另外，测量在送入标记红血球24小时后同一人体的血液放射性的结果，发现完全相同没有任何变化．由此也明显地否定了“血库”的说法．放射性核素在医学上应用的另外一个重要方面是诊断和治疗许多疑难病症．最早应用的是放射性碘对人体的甲状腺进行诊断．而且从甲状腺活动的变化分析中得出，当患有高血压、心脏病肺病等病症时，甲状腺的功能就失调减退，相反对皮肤病患者，甲状腺功能亢进．一旦健康恢复，其功能亦恢复正常．由此可见，放射性碘不但能帮助诊断病症，并能在治疗过程中检查健康的恢复情况．放射性核素对外科医生的手术也有帮助．先把示踪原子浓集于患者的病灶处(如甲状腺或肿瘤)，这样就能用计数器准确地定出开刀的位置，并能知道切除的干净程度．许多医疗单位都设立了“核医学科”“放射科”“放疗科”，所以在医学上采用放射性核素进行治疗已起着特别重要的作用．其中尤其是对癌症的综合治疗，一种是外部大剂量放射性辐照进行深部治疗；另一种是内部注射疗法．还有就是带放射性核素的敷贴剂，它可直接贴在患处，对各种湿疹、牛皮癣等特别有效．其优点表现在只限于有病的皮肤，对其余健康的皮肤不起伤害作用；而且只照射皮肤的表层，对深部组织影响不大．例如在治疗面部皮肤或粘膜性的某些癌症时，溶液状的放别性磷可直接引入肿瘤内部．一旦治愈后仅留下一块不的瘢痕，能保持容貌上的美观．过去外部照射的射线是用镭，后来慢慢用钴60代替．现在常用钴炮照射治疗各种疾病．随着中子发现以后，利用它具有对生物组织的更大的破坏力来治疗许多恶性肿瘤，也已取得不少成效．只要在肿瘤中注入某种(如硼10)能大量吸收中子的元素，中子被吸收后就能放出γ射线，它对肿瘤细胞起到杀伤作用，但对正常组织无任何危害．总之，核能和放射性核素在生物学和医学上的应用将会给人们提供更大的可能性去解决人的健康和长寿的问题．至于放射性核素和各种射线，特别是中子活化技术等方面的应用将更有发展前途．但不管怎样，放射性同位素的获得和广泛应用是人类智慧的又一伟大创举，它将为社会生产力的进一步发展和提高开阔了广阔的前景．如果说十九世纪主要是蒸汽时代，那么二十世纪就是电子时代，并已经开始逐步走向核能时代．巨大的核能必将为人类的进步和文明做出应有的贡献．放射性消毒利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌，是射线杀伤力的一种最直接的利用．这也是大家最容易想到的一种射线应用．尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行灭菌消毒．这是另一种典型的以毒攻毒的方法．早期对手术时缝合伤口用的缝线、肠壁缝合线进行消毒．这些缝合线是胶质物，用牛、羊的骨胶或皮胶制成，手术后缝在体内慢慢被消化吸收，不需要拆线．这些原料的来源和本身的性能使得这些缝线容易沾染细菌，再说，它们本身就是蛋白质，不能利用加热的办法来消毒．因此，这种缝线常常会引起感染事故．所以，对耐热性差而又必须灭菌消毒的这类物品，利用射线进行消毒是非常合适的．后来，随着石油化学的发展，塑料制的一次性（用过一次就扔的）医疗器具逐渐增多．因为它具有如下一些优点：可以防止在医院内部引起交叉感染、使用方便、节省人力等．对这些医疗器械的消毒，过去一直采用气体消毒法．可用高温蒸汽，或者利用环氧乙烷气体来进行，但对塑料制品来说，这种消毒法也是不能用的了．现在，采用射线灭菌法进行消毒的物品迅速增加．据说，目前约有近30％的包装型医疗用具是利用射线进行灭菌消毒的．平时，人们经常能看到用一次就扔掉的注射器．只要把包装用的聚乙烯塑料袋剪开，取出注射器即可扎入胳膊进行注射．像这样，把注射器装进塑料袋后，连同包装一起直接进行消毒，只有辐射灭菌消毒法才具备这种方便的特点．除了注射器和手术用的缝合线可以利用射线进行灭菌消毒以外，还有一些物品，例如插入支气管用的探针导管、手术用的橡皮手套、取血用的采血板、放入子宫的避孕环、人工肾脏透视器等等，也都采用射线消毒技术．此外，无菌实验动物的饲料也可以采用射线进行灭菌消毒．各个国家应用射线消毒的情况也是多种多样的．例如在印度，盘尼西林，四环素等医药品的消毒是采用射线灭菌法．而俄罗斯，甚至认为塑料制的医疗用品、疫苗、血清等等，只有利用射线灭菌消毒法才是唯一可靠、适用的消毒方法．消毒设施的基本原理很简单：里面装有强度很大的钴-60放射源，其周围装有传送带装置；靠着传送带的不断移动，需要消毒的物品缓慢通过钴-60源的旁边，就可以达到灭菌的目的．揭开光合作用的奥秘淀粉、蛋白质、脂肪等是人类生存所必需的食粮，而植物正是制造这些食粮的天然工厂．大家都知道：所谓光合作用，就是依靠太阳提供给地球的能量，通过植物的叶绿素使空气中的二氧化碳气体和植物根部吸收的水分、无机盐等进行合成，从而为人类提供了巨大的粮食资源．它是在低温条件下进行的，这在试管里是无论如何不能做到的．这个自然之谜，真是自然界中不可思议的问题之一！而放射性标记化合物放射性同位素示踪剂技术的利用，对于揭开这个自然之谜起着极为重要的作用．在光合作用的过程中，最初形成的基本化合物的最小单位是一由三个碳原子组成的，叫做C3植物．后来，又发现了基本单位是四个碳的植物，叫做C4植物，以区别于C3植物．应该说，C3、C4植物是光合作用的最基本的产物．有关这些基本产物的知识，是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的．二氧化碳-14中的碳-14是碳的一个放射性同位素．此外，有些植物具有非常巧妙的机能--在夜间，不断地吸收二氧化碳，到了白昼，就在叶子中进行光合作用．这一现象也是利用二氧化碳-14进行研究后才发现的．利用示踪剂二氧化碳-14还可以研究有关植物呼吸的详细情况．例如，由于昼夜之间的差别，植物的呼吸情况有什么不同？呼吸对光合作用有什么影响？不同植物之间，呼吸有什么差异等等．此外，由光合作用产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体内是怎么样运动、转移的？又是怎么样积累并贮存到各种不同的“仓库”里去的？这些“仓库”包括果实（像稻米、小麦）、茎（像土豆）、根块（像甘薯）等．所有这些自然界的巧妙安排和行为，也都是在利用示踪剂--二氧化碳-14进行研究之后才得以解释清楚．目前，除了碳-14以外，还可配合使用其它的放射性同位素，如磷-32、氢-3等作示踪剂，从而使一些研究工作能够做得更加细致周密．还有一些工作，如除草剂的研究、家畜或鸡饲料中养分的传送方式的研究以及各种昆虫的生态方面的研究等等，都离不开使用示踪剂的方法．正是因为有了示踪剂技术，才为各种精密的研究开辟了新的道路，促进了各方面研究工作的开展．棉花育种“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．起初，为了育成适合生态条件并且高产优质的棉花良种，他们于1961年用杂交育种的方法，选配一些组合．但是经过多年的分离选择，并没有获得符合理想的后代．其中有一个杂交组合，母本是中棉所2号，父本是“1195”（选育的一个品系），这就是“鲁棉一号”的“始祖”．它虽然结合性较好，但到了第九代仍然性状不稳定，而且株型高大松散．这时，他们决定应用辐射育种新技术，希望将它的性状引向好的方面发展，并且稳定下来．1971年，他们将中棉所2号与1195杂交第九代种子用钴-60辐照40000伦琴（辐照量的单位），根据辐射育种的规律，照射第一代因受射线损伤的作用，生长很不好，有的还出现畸形．但这些都不能遗传给后代．一般从第二代开始，突变的性状才能逐渐显现出来．他们把第一代中生长正常的棉株混收留种，第二年把这些种子单独播种在一块地里，并在收获时进行单株选择．入选的单株单收单脱粒，成为一个株系．第三年将这些株系，按系播种，每系种一行，这叫株行圃．在生长期间，直至收获之时，都对每一个株系进行比较，然后选出一批株系．其中以第99号株系表现最为突出，不仅株形紧凑，生长稳健，而且结合性强，吐絮集中，同时性状也不再分离．收获时将这些入选的株系，全都收在一起，并分别脱粒留种，准备进入鉴定试验．这好像小学生参加了升学考试，成绩优秀的可以升入中学．经过几年试验，1975年育成，1976年定名为“鲁棉一号”．开始全省区域试验时，他们采用育苗移栽，点播分墩等方法高倍繁殖种子，并进行多点试验示范，将该品种迅速传播到全省棉区．河南、河北等省区也进行了引种．同位素的三个特性在形形色色的原子能图象中，放射性同位素的奇妙特性及广泛用途令人眼花缭乱，最具有戏剧性．前面我们介绍过，1869年，俄国的门捷列夫和德国的迈耶各自独立地发现了元素周期律，排出了元素周期表，那时化学家们知道的元素只有几十种．现在，已经发现的元素已经达到100多种，目前的元素周期表已经比当年门捷列夫列出的元素周期表要详尽多了．在元素周期表中，一个元素占一个位置．后来，科学家又进一步发现，同一位元素的原子并不完全一样，有的原子重些，有的原子轻些；有的原子很稳定，不会变，有的原子有放射性，会变化，衰变后成了另一种元素的原子．我们把这些处于同一位的元素但有不同性质的原子称为同位素．同位素中有的会放出射线，因此称放射性同位素．放射性同位素具有以下三个特性：第一，能放出各种不同的射线．有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线．还有中子射线．其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷．第二，放出的射线由不同原子核本身决定．例如钴－60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴－60最终变成了稳定的镍－60．第三，具有一定的寿命．人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期．例如钴－60的半衰期大约是5年．核技术中的同位素和辐射的应用，给许多重要的经济活动和社会生活带来好处．现代核物理学的研究成果，产生了一些观察和测量物理、化学和生物过程的新方法，从而加强了对这些未知过程的了解，这对于人类对自己的认识和生存、发展与进步有重要的意义，与此同时，同位素的分离和鉴别使我们掌握了多方面的技能，带动了电子学、光学和机器制造技术的发展．构成物质的各种元素的同位素都是可以识别的，人们可以根据其质量或放射性对它跟踪，尽管它的化学性质与该元素的其它同位素一样．因此测量这种元素或其化合物的总量并跟踪其运动及反应都是可以做到的．这就给它带来了特别的功能．考虑到可利用的稳定同位素、放射性同位素有数千种（此可参见有关的核素表即同位素表），又有许多其中过程的细节尚待进一步研究的领域，我们仅能比较稳定核素和放射性核素的特点，评述某些特殊技术，介绍一些有趣的和重要的同位素应用．大多数同位素都是稳定同位素，并呈混合物状态出现在元素中．按照同位素质量进行分离的主要方法有电磁法（在大型质谱仪中）和热机械法（气体扩散过程中）．重要的例子是在生物过程中所包含的各种元素的同位素，例如D（氘）和氧-18．稳定同位素的主要优点是在研究用的样品中不存在辐射效应．而可利用的放射性同位素很多，它们具有各种不同的半衰期、辐射类型和能量．探究活动【探究课题】1、“探测射线还有哪些方法”，上网查寻、去图书馆查阅或请教他人，完成资料的收集2、撰写科技小论文“怎样利用放射性同位素”探究范例1——怎样利用放射性同位素【课题】根据自己所学知识，通过有关资料的搜集完成科技论文“怎样利用放射性同位素”，在全班交流，并评选出最佳作品．【组织形式】个人活动【探究实验目的】。
物理：19.3 《探测射线的方法》导学案(人教版选修3-5)
班级_________ 姓名_________ 第_______组物理：19.3 《探测射线的方法》导学案（人教版选修3-5）审核：高二物理组编写人：朱栋栋寄语：学习改变命运。
★学习目标：（1）知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象；（2）知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到；（3）了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理；★学习重点和难点：（1）根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子；（2）探测器的结构与基本原理；（3）如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子；★教学过程（一）引入新课前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。
α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？既然放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法。
（二）进行新课阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢？（根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在）这些现象主要有哪些呢？（使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；使照相底片感光；使荧光物质产生荧光）学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法。
1、威耳逊云室:提问：（1）构造是什么？（2）基本原理是什么？（3）怎样才能观察到射线的径迹？答：威耳逊云室主要部分是____________，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄______________，室内由光源通过旁边的窗子照明。
少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入）实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态，这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子_____，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹。
高中物理选修3-5探测射线的方法放射性的应用与防护
课时训练17探测射线的方法放射性的应用与防护一、非标准1.关于放射性同位素的应用,下列说法正确的是()A.利用γ射线使空气电离,把静电荷导走B.利用β射线照射植物的种子,使产量显著增加C.利用α射线来治疗肺癌、食道癌等疾病D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同,作为示踪原子答案:D2.α粒子轰击硼10后,生成氮13,放出X粒子,而氮13是不稳定的,它放出Y粒子后变成碳13,那么X粒子和Y粒子分别是()A.质子和中子B.质子和正电子C.中子和负电子D.中子和正电子答案:D解析:根据题意可以写出核反应方程为Hee,所以选项D正确。
3.下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
在医疗技术中,常用放射线治疗肿瘤,其放射线必须满足:①具有较强的穿透能力,以辐射到体内的肿瘤处;②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度。
为此所选择的放射源应为()A.钋210B.锝99C.钴60D.锶90答案:C解析:因放射线要有较强的穿透能力,所以应为γ射线,要使其在较长时间具有相对稳定的辐射强度,放射源应具有较长的半衰期,故选项C正确。
4.(多选)对放射性的应用,下列说法中正确的是()A.射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,对人体正常细胞不会有伤害作用B.对有放射性的废料,要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里,而不能随意放置D.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的答案:BCD解析:放疗杀伤癌细胞的同时对人的身体也是有害的,A选项错误。
B、C、D关于放射性的防护的表述都是正确的。
5.(多选)有关放射性同位素P的下列说法,正确的是()A.P与X互为同位素BP与其同位素有相同的化学性质C.用P制成化合物后它的半衰期变长DP能释放正电子,可用其作示踪原子,观察磷肥对植物的影响答案:BD解析:同位素有相同的质子数,不同的质量数,故A错;同位素有相同的化学性质,故B对;半衰期与物理、化学状态无关,故C错P为放射性同位素,可用作示踪原子,故D对。
2020-2021高二物理3-5学案：第十九章 3探测射线的方法 4放射性的应用与防护含解析
2020-2021学年高二人教版物理选修3-5学案：第十九章3探测射线的方法4放射性的应用与防护含解析3探测射线的方法4放射性的应用与防护一、探测射线的方法探测器材的设计思路:放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡．射线中的粒子会使照相乳胶感光．射线中的粒子会使荧光物质产生荧光．1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部可以移动，相当于活塞．实验时先往容器内加入少量的酒精,使容器内形成饱和蒸气，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀,温度降低,酒精蒸气达到过饱和状态．粒子穿过该空间时，沿途使气体分子电离,过饱和蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹．2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点．当气泡室内的压强突然降低时,液体的沸点变低,因此液体过热，粒子通过液体时在它周围就有气泡形成，显示出粒子的径迹来．3．盖革—米勒计数器它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的导电圆筒,筒内中间有一根接电源正极的金属丝，里面充入惰性气体以及少量酒精或溴蒸气．当射线通过管内时，会使气体电离,产生的电子在电场中加速，再与气体分子碰撞,又使气体电离……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次脉冲放电，电子仪器把这次脉冲记录下来．粒子在气泡室里的粒子径迹为什么是曲线？提示：粒子在气泡室中的运动受磁场洛伦兹力作用,洛伦兹力方向与速度垂直，故轨迹是曲线．二、放射性的应用与防止1．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，称为核反应．（2）核反应的规律：在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒，还遵循动量守恒．（3)原子核的人工转变：原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子核，这种核反应称为人工转变．2．人工放射性同位素天然放射性同位素种类很少，通过人工转变，现在每种元素都有了自己的放射性同位素．与天然的相比，它们有以下优点：放射强度容易控制，还可以制造出各种所需要的形状，半衰期比天然的短得多，因此放射性废料容易处理．3．放射性同位素的应用应用共有两个方面，一方面是应用它的射线，另一方面是作示踪原子．4．辐射与安全为了防止有害的放射性对人类和自然的破坏,人们采用了有效的防范措施．在生活中对那些有可能有放射性的物质要有防范意识，尽可能远离放射源．1930年,德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线．这种射线几乎不能使气体电离,在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的,射线的贯穿能力强,他们认为这是γ射线．经检测,射线的能量在100 MeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量．1931年,约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡．结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子．这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于γ射线,γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子的质量近乎为0,电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量约是电子的 1 800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是γ射线,那么光子的能量应达55 MeV，这与实际测得的射线能量10 MeV相差甚远．这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线!……可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识．面对55 MeV与10 MeV的矛盾，他们还是十分牵强地解释为其他的原因，并于1932年1月11日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论．你认为这是哪种粒子？你对约里奥夫妇的做法有什么看法？提示：中子．约里奥夫妇在这个问题的处理上不够科学严谨．考点一探测射线的方法1．云室中不同粒子径迹产生的原因2.不同探测方法的对比威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类．【例1】（多选)关于威耳逊云室探测射线,下列叙述正确的是(）A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负根据三种射线在云室中的径迹特点分析．【答案】AB【解析】云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列,显示出射线的径迹，故A选项正确．由于α粒子的电离本领大,贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，则B选项正确．由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C选项错误．把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负,所以D选项错误．故选AB.总结提能明确云室的工作原理及三种射线在云室中径迹的特点是解题关键．为了说明用α粒子轰击氮，打出了质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中,用α粒子轰击氮，在他拍摄的二万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉,这一实验数据说明了(C)A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少B．氮气的密度很小,α粒子与氮接触的机会很少C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少解析：此题考查利用云室探测射线的径迹，研究射线的性质问题．因为氮原子核很小，所以α粒子接近氮原子核的机会很少,使发生反应后径迹分叉的机会很少，故正确答案为C.考点二核反应与核反应方程1．核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．2．核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变．3．常见的人工转变核反应（1)卢瑟福发现质子：错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H(2）查德威克发现中子：错误!Be＋错误!He→错误!C＋错误!n(3)约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子：错误!Al＋错误!He→错误!P＋错误!n；错误!P→错误!Si＋错误!e4．人工转变核反应与衰变的比较(1）不同点：原子核的人工转变,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，而衰变是原子核的自发变化,它不受物理化学条件的影响．(2)相同点:人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．【例2】1934年，约里奥·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还观察到了正电子．正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子．更意外的是，拿走α粒子放射源以后,铝箔虽不再发射中子,但仍然继续发射正电子,而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：错误!Al＋错误! He→错误!P＋错误!n.这里的错误!P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的．（1)写出放射性同位素30，15P放出正电子的核衰变方程；(2)放射性同位素30，15P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？根据原子核衰变的实质及其遵循的规律分析、求解．【答案】（1）30，15P→错误!Si＋错误!e(2)见解析【解析】(1）正β衰变过程质量数、电荷数守恒，错误!P放出正电子的核衰变方程为错误!P→错误!Si＋错误!e，可见正β衰变后新核质量数不变，电荷数减1.(2）原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子,正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出一个正电子，其衰变方程为错误!H→错误!e＋错误!n.总结提能在涉及核反应写核反应方程的问题中，应根据电荷数、质量数守恒，依据已知原子核、粒子写出未知原子核（或粒子）的电荷数和质量数，然后确定是何原子核（或粒子)．（多选)下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是（AC）A。
高中物理第十九章原子核第三节探测射线的方法第四节放射性的应用与防护课堂探究学案
第三节探测射线的方法第四节放射性的应用与防护课堂探究探究一探测射线的方法和仪器问题导引放射性射线实际上都是微观粒子流,用肉眼是看不见的，但可根据射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知射线的存在，那么这些射线有什么特性呢?提示:使流体电离、底片感光、荧光物质发出荧光。
名师精讲1．方法探测射线的方法主要是利用放射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：（1)使气体电离，这些离子可使饱和蒸气产生云雾或使过热液体产生气泡；(2）使照相底片感光；（3）使荧光物质产生荧光。
2．仪器(1）威耳逊云室：构造：主要部分是一个塑料或玻璃制成的容器,它的下部是一个可以上下移动的活塞,上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子的运动径迹，云室里面有干净的空气。
如图所示。
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体,如液态氢。
控制气泡室内液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点.当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它的周围就有气泡形成，从而显示粒子径迹。
（3）盖革—米勒计数器：构造：主要部分是盖革—米勒计数管,里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝。
管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气,如图所示.警示气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，如液态氢，而云室里装的是气体。
【例题1】用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次,若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是（）A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天解析：因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透能力最差的α射线,选项A正确，B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的1，说明410天后放射性元素的原子核个数只有原来的1，由半衰期公式知，4已经过了两个半衰期，故半衰期是5天。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
最浪费不起的是时间。
——丁肇中
编号：gswhwlxx5——009
文华高中高二物理选修5
《探测射线的方法》《放射性的应用与防护》导学案编制人：陈世友审核人：吴军云班级：学生姓名：
【学习目标】
（一）知识与技能
1．知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象
2．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理
3．知道什么是核反应，会写出人工转变方程
4．知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点
5．了解放射性在生产和科学领域的应用
（二）过程与方法
1．能分析探测射线过程中的现象
2．培养学生运用已知结论正确类比推理的能力
（三）情感、态度与价值观
1．培养学生认真严谨的科学分析问题的品质
2．培养学生应用物理知识解决实际问题的能力
3．培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力
【教学重点】
1．根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子
2．人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律
【教学难点】
1．探测器的结构与基本原理
2．人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律
【知识链接】
1．三种射线：
α射线是，它具有很强的作用，但能力很弱；
β射线是，它有较强的能力，但电离作用；
γ射线是，它的电离作用，穿透能力。
2．半衰期：放射性元素的原子核有所需的时间，叫做这种元素的半衰期，半衰期只与的因素有关。
3．原子核发生衰变时，衰变前后的和都守恒。
【学习过程】
要点一、探测射线的方法
1．探测射线的理论依据
①射线中的粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生 ，过热液体会产生 。
②射线中的粒子使照相乳胶 。
③射线中的粒子使荧光物质产生 。
2．探测射线的仪器
① ；② ；③
要点二、核反应
1．卢瑟福用 轰击氮原子核，产生了氧的同位素——氧17和一个质子:
H O He N 111784214
7+→+
卢瑟福对此过程深入研究，发现了质子。
2．核反应定义：原子核在其它粒子的轰击下产生 的过程。
遵循规律： 守恒， 守恒。
例： Be 49+He 24 → +n 01
查德威克对此过程深入研究，发现了中子。
3．人工核反应和衰变的比较
不同：衰变是 的，不受物理、化学条件的影响：而人工核反应需要一定的装置和条件才能发生。
相同：人工核反应和衰变过程中， 和 都守恒。
要点三、人工放射性同位素
1．1934年，约里奥·居里夫妇发现经过 轰击的 中含有放射性磷：P 1530
n P He A 1030154227
13l +→+ 这里的放射性磷P 1530 属于人工放射性同位素。
2．人工放射性同位素的优势：
①放射强度 ；②可以制成各种所需的 ；
③半衰期 ，废料易处理。
要点四、放射性同位素的应用
1．工业部门使用γ射线测厚度，是利用的γ射线 的特性
2．医院利用γ射线治疗
3．农业应用：育种、防腐、抑制发芽。
4．示踪原子：利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的 .
【节节过关】
1．下列关于一些物理学史的说法中,正确的是( )
A．卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说
B．汤姆孙在α粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说
2．α粒子轰击硼10后,生成氮13,放出X粒子,而氮13是不稳定的,它放出Y粒子后变成碳13,那么X粒子和Y粒子分别是( )
A．质子和中子B．质子和正电子
C．中子和负电子 D．中子和正电子
3．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X 粒子和钠的衰变过程分别是( )
A．质子，α衰变B．电子，α衰变
C．α粒子，β衰变D．正电子，β衰变
4．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )
A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质
B．作为示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测到的特点
C．γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质
D．γ射线探伤是利用了γ射线电离能力很强的性质
5．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是( )
A．利用钻60治疗肿瘤等疾病
B．射线探伤
C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测其吸收养分的情况
6．写出下列原子核人工转变的核反应方程。
23俘获1个α粒子后放出1个质子
①Na
11
27俘获1个α粒子后放出1个中子
②Al
13
③O816俘获1个中子后放出1个质子。