19.4_放射性的应用与防护
19.4 放射性的应用与防护
小结：
14 7
N
4 2
He178
O11H
（发现质子的核反应）
1.核反应
9 4
Be
4 2
He
162
C
1 0
n
（发现中子的核反应）
（原子核的人工转变）
27 13
Al
4 2
He
3105
P
1 0
n
（人工生成放射性同位素 的核反应）
2.放射性同 位素的应用
5/8/2020
苏联切尔诺贝利核电站 泄露后遭过量辐射的婴儿
5/8/2020
四、辐射与安全
是从贫金铀属弹铀是中弹提芯炼用出贫核铀材合料金铀制23构成5以成的后威日炮得胁本弹到或；核的炸辐副弹射产。对品所，我谓其国贫主未铀 要成分是不具放射性的铀238，故称贫碘化盐铀中，碘简含称量贫铀很。低它， 的密度为18.7克／立方厘米，是不钢能密防度辐的2射.8；倍。但是，铀 蒸气有毒，贫铀也不是绝对不含铀23过5，量仍食有用微碘弱盐的放对射身性体，
B 的疾病。下列说法正确的是 （ ）
A. 氡 衰变为钋 时，放射出的射线具有很强的穿透能力 B. 氡 衰变为铅 ，要经过 4 次 衰变，4 次 衰变 C. 放射性元素发生 衰变时所释放出的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 D. 为减少氡的危害，除了室内加强通风外，还可以升高室内温度来提高氡的衰变速度
化碳，无闪光。
阀门
铝箔 荧光屏
观 察 镜
а粒子放射源
一、核反应——原子核的人工转变
1.质子的发现（1919年，卢瑟福）
c、研究打出来的粒子——引入电磁场中，发现就是质子。
疑问：α粒子是将氮原子核中的质子直接打出来的，
19.3探测射线的方法 19.4放射性的应用与防护
课题 19.3探测射线的方法 19.4放射性的应用与防护学习目标学习重难点学法指导预习评价课堂学习流程设计【课程导学】(一) 放射线的粒子探测方法1．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；2．使照相底片感光；3．使荧光物质产生荧光．(二) 核反应1． 什么是核反应？2．核反应的特点？（核反应过程中那些物理量是守恒的）H O He N 1117842147+→+nC He Be 101264294+→+（三）人工放射性同位素1．放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
2．人工放射性同位素Al He P3．人工放射性同位素的优点：4．凡是用到射线时，都用人造放射性同位素（四）放射性同位素的应用：（五）辐射与安全【范例精析】例题：（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个中子达标检测A类1关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（）A．做示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器检测的特点B．做示踪原子是利用放射性同位素贯穿能力很强的性质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2下列应用中，把放射性同位素作为示踪原子的是（）A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下油管的漏油情况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，用检测放射性元素在农作物内转移和分布的情况，找出合理施肥的规律3原子核物理的知识可以应用到下列几项工作中，其中不是放射现象应用的是( )A．检查金属板内部的砂眼B．处理种子，使农作物增产C．核能发电D．检查和治疗恶性肿瘤4在医疗上，用放射性钴60放出的γ射线治疗肿瘤，其原理是利用了γ射线的( )A．电离作用，使肿瘤细胞转化B．穿透本领，导致基因突变C．高能量，杀死肿瘤细胞D．热作用，减轻病人痛苦B类5贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235 以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且残留物可长期对环境起破坏作用，这种破坏作用的原因是（）A．爆炸的弹片存在放射性B．未爆炸的部分存在放射性C．铀的衰变速率很快D．铀的半衰期很长6关于放射性同位素，下列说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可以生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得D．以上说法都不对7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8下列原子核反应式中,x代表α粒子的反应式是()。
放射性的应用与防护
19．4 放射性的应用与防护到这里呢，三种探测射线的仪器都学了，科学家利用这些仪器对射线有了越来越多的了解，在研究这些射线粒子的时候，科学家就在思考放射性有哪些应用呢？接下来我们就学习放射性的应用与防护（ppt演示：放射性的应用与防护）放射性同位素的应用主要分为两个方面：第一点是利用它的射线，第二点是作为示踪原子（1）利用射线：γ射线检测厚度：这就是γ射线测厚仪，下面是γ射线放射源，上面是探测器，中间则是刚压好的金属板，我们知道探测器接受到的射线强度与材料的厚度有关，材料越厚，透过的射线强度就越小，材料越薄，透过的射线强度就越大，探测器将接受到的信号输入计算机，那么就可以自动调节金属板的厚度）γ射线探伤仪：对于已经制成成品的材料，还可以使用γ射线探伤仪检测材料是否合格。
这是γ射线探伤仪的工作原理图，它以钴60作为放射源，γ射线放射源放在待测材料的上方，在待测金属元件的下面铺有照相用的底片，我们可以根据底片的放射性强度，分析出材料是否均匀，是否有砂眼或者裂纹现象等，我们看这幅图，这是γ射线通过被测材料之后照射在底片上，显示出的一部分图样，其中阴影部分没有被待测材料挡着，所以射线的强度很大，白色的部分被待测材料挡住，强度很弱，但是呢？我们在白色部分发现了一个黑点，这说明什么？当时待测材料的有些部分有缺陷，会使得这一部分的厚度要比其他部分薄一些，γ射线更容易通过，所以在照相底片上会显示出一个黑点，工作人员就可以根据照相底片来分析、检测待测材料了。
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）：为什么放射性可以治疗癌症？原来人体组织对射线的耐受能力不一样，细胞分裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱，像癌细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线照射下破坏得比健康细胞快。
食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）、育种：用γ射线照射食品可以杀死使食品腐败的细菌，抑制蔬菜发芽、延长保质期。
并且味道、质地和外观都不会有多少改变。
19.4、5 放射性的应用与防护
3. 几种典型的核反应
（1）发现质子的核反应方程 ——卢瑟福
14 7
N He
4 2
17 8
O H
1 1
（2）发现中子的核反应方程 ——查德威克
9 4
Be
4 2
4 2
He
30 15
12 6
C
1 0
1 0
n
（3）发现人工放射性同位素 ———小居里夫妇
2、放射性同位素的应用
放射 性的 应用
探伤仪 射线应用
消除有害静电
培育新种
保存食物
消灭害虫
治疗恶性肿瘤
农作物检测
示踪原子 诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究
第十九章 原子核
19.5
核力与结合能
一、核力与四种基本相互作用 核子 间存在着相互作用的 1．核力：原子核里的_______ 核力 把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定 核力，______ 的原子核． 强 2．核力特点：(1)核力是_______ 相互作用的一种 表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多． 短程力 (2)核力是__________ ，作用范围在 1.5×10－15m 之内． ______________ (3)每个核子只跟______ 邻近 的核子发生核力作用，这 饱和性 ． 也称为核力的_________
He Al P n
27 13
思考：原子核的人工转变与放射性元素 的衰变的比较
相同点： 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，是核在其他粒子的轰击 下变成新核的过程，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
19.4放射性的应用与防护
19.4放射性的应用与防护【知识与技能】（1）知道什么是放射性同位素，人工放射性同位素与天然放射性物质的优劣对比。
（2）了解放射性同位素在生产和科学领域的应用。
（3）知道射线的危害及防护。
【过程与方法】了解防范放射线的措施，建立防范意识，渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
【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。
【教学方法】教师启发、引导，学生讨论、交流。
【读书指导】根据读书指导，课前自主完成一、人工放射性同位素问题1（A类）氘和氚是氢的同位素，它们原子组成有什么不同？同一种元素的不同种同位素化学性质和物理性质是否相同？问题2（B类）同一种元素的不同种同位素中，有的是稳定的，有的是不稳定的，不稳定的同位素称为?问题3（A类）1934年，约里奥·居里夫妇在用α粒子轰击铝片中含有放射性的3015P，请你写出核反应方程？3015P具有放射性，请你查阅资料写出衰变方程。
问题4（B类）人工放射性同位素与天然放射性同位素比较，哪个资源更丰富？问题5（B类）请你比较人工放射性同位素与天然放射性物质的优劣。
请查阅资料填写下二、放射性同位素的应用问题6（B类）通过阅读课本，讨论放射性同位素放出的射线的应用。
对查阅资料有关射线的应用也可以。
可以分为工业，农业，医疗等方面描述。
问题7（B类）请你试用自己的语言描述示踪原子的原理，举例说明示踪原子在各方面的用途。
.三、放射性污染和防护问题8（B类）请你举例生活中有哪些的放射性污染问题9（B类）讨论生活中的放射性如何防护？请举例说明问题10（B类）你是如何看待海湾战争、科索沃战争、利比亚战争中使用贫铀弹？产生了什么样的后果？请查阅资料交流【典型例题】：【例1A类】用射线检查金属内部有无砂眼和裂纹所根据的物理原理是（）A．利用α射线的电离本领B．利用γ射线的贯穿本领C．利用β射线的带电性质D．利用射线对生物体的物理、化学效应【例2 B类】下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子（）A．γ射线探伤B．利用放射性元素碘131的放射线，检测地下输油管道的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤D．把含有放射性元素的肥料给农作物施肥，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物体内的吸收和分布情况，找出合理的施肥规律【例3 A类】α粒子轰击Al2713后，变为磷(P)的同位素，同时放出一个中子，其核反应方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿，随后磷的同位素又发生衰变，变成另一元素硅(Si)，并放出一个正电子，其反应方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．【学法指导】:A类1、关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（）A.利用射线的穿透性检查金属制品，测量物质的密度和厚度B.利用射线的电离本领消除有害的静电C.利用射线的来消毒杀菌和医治肿瘤D.利用放射性作为示踪原子B类2、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，可使用的鉴别技术是（）A.光谱分析B.同位素示踪原子C.化学分析D.测定介电常数B类3、关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有（）A.放射线改变了布料的性质，使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B.利用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，其结果一定是使其成为更优良的品种D.用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。
194 放射性的应用与防护
19.4 放射性的应用与防护教学目标： （一）物理观念1、知道什么是核反应，会写人工转变方程。
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）科学思维渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
（三）科学态度与责任培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。
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。
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，学生自学、讨论、交流，多媒体展示。
教学用具：课件，多媒体教学设备。
讲法速递（一）引入新课：教师：我们首先来看一段视频《切尔诺贝利核电站事故》。
这是历史上最严重的核电事故。
这场灾难总共损失大概两千亿美元，导致30人当场死亡，之后15年内又有6-8万人因核泄漏相继去世。
在核泄漏中，究竟是什么产生如此大的危害？原来是放射性污染。
下面，我们就来研究这个问题。
板书：第4节 放射性的应用与防护 （二）进行新课： 1、核反应定义：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。
在核反应过程中质量数守恒、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 （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个中子学生活动：理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。
2、人工放射性同位素（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
（2）人工放射性同位素的来源 AlHeP（3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制，形状容易控制，半衰期短，废料容易处理。
物理：新人教版选修3-5 19.4放射性的应用与防护(教案)
第十九章原子核新课标要求1．内容标准（1）知道原子核的组成。
知道放射性和原子核的衰变。
会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。
（2）了解放射性同位素的应用。
知道射线的危害和防护。
例1 了解放射性在医学和农业中的应用。
例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。
（3）知道核力的性质。
能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。
会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
（4）认识原子核的结合能。
知道裂变反应和聚变反应。
关注受控聚变反应研究的进展。
（5）知道链式反应的发生条件。
了解裂变反应堆的工作原理。
了解常用裂变反应堆的类型。
知道核电站的工作模式。
（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。
例3 思考核能开发带来的社会问题。
（7）初步了解恒星的演化。
初步了解粒子物理学的基础知识。
例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。
2．活动建议：（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。
（2）观看有关核能利用的录像片。
（3）举办有关核能利用的科普讲座。
新课程学习19．4 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。
人教版高中物理课件第十九原子核19.4放射性的应用与防护
放射性事故处理和报告制度
放射性事故处理
一旦发生放射性事故，应立即启动应 急预案，采取有效措施控制事故扩大 ，减轻事故后果，同时开展事故调查 和善后处理工作。
放射性事故报告制度
发生放射性事故后，相关单位和个人 应及时向主管部门报告，并按照规定 程序逐级上报，以便主管部门及时掌 握情况并采取应对措施。
土壤污染
放射性物质可能污染土壤，影响植物生长和生态 平衡。
水体污染
放射性物质可能流入水体，影响水生生物和人类 饮用水安全。
大气污染
放射性物质可能释放到大气中，影响空气质量和 气候变化。
放射性对后代的影响
遗传风险增加
放射性物质可能引起基因突变，增加后代出生缺陷和遗传疾病的 风险。
生长发育影响
放射性物质可能影响胎儿和儿童的生长发育，导致发育迟缓或畸形 。
智力发育影响
放射性物质可能影响胎儿和儿童的智力发育，导致学习能力下降。
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污染控制与处理
采取有效的污染控制和处理措 施，减少放射性物质对环境的 影响。
环境监测与评估
定期进行环境监测和评估，确 保工作场所和周边环境的辐射
水平符合标准要求。
职业防护措施
培训与教育
对工作人员进行辐射防护培训和教育 ，提高他们的安全意识和操作技能。
制定操作规程
制定详细的操作规程和安全管理制度 ，规范工作人员的行为和操作。
对个人剂量限值进行严格控制 ，确保工作人员和公众受到的 辐射剂量不超过规定限值。
遵守法规和标准
遵守国家和国际的辐射防护标 准和法规，确保防护措施的有
效性和合规性。
个人防护措施
穿戴防护服
19.4-放射性的应用与防护
卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏s
上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿
过铝箔，撞击在s屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核
而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现
了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
荧 光 屏
氮气
α粒子 铝 箔
放射性物质标志 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
3、可以用人工的方法得到放射性同位素。
4、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。
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
①放射强度容易控制 ②可以制成各种需要的形状 ③半衰期更短 ④放射性废料容易处理
三、放射性同位素的应用
放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等 许多方面得到了广泛的应用。其应用是沿着利用它 的射线和作为示踪原子两个方向展开的。
显微镜
为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的 质量和电量，确认与氢核相同：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。质子的符号 是H或P。
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变 的过程。英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40
多万条α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的记录。 分叉情况表明，α粒子击中氮核后，
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 C、利用射线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 D、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
γ射线探伤仪
钴60发出的γ射线能穿透70cm
19.4放射性的应用与防护ppt课件
三、探测射线的方法三——盖革-米勒计数器
一种能自动把放射微粒计数 出来的仪器，利用了射线的 电离本领
8
第十九章 原子核 第四节 放射性的应用与防护
吉水二中 朱长根
9
问题情景： 为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的时间长一些，能在长时 间保持新鲜，你有什么办法？
辐射 方法 处理 粮食
10
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
11
材料——质子的发现 卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表 明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定 是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方 法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
9 4Be4 2H e162 C0 1n
17
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 3、几个人工核转变方程
17 4N 2 4H e 17 8O 1 1H
9 4B e4 2H e162 C 0 1n
18
2、放射性同位素的应用
37
12
材料——质子的发现 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核 相同：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．质子的符号是 p
17 4N 2 4H e 17 8O 1 1H
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质 子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三 个基本粒子。
放射性的应用与防护
19.4 放射性的应用与防护出题人：陈媛媛 审题人：赵义祥 使用时间学习目标：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．知道简单的放射性防护措施．3、知道放射性的应用是沿哪两个方面展开的．4、知道放射性应用的一些实例，了解放射性的污染和防护 学习过程一、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 守恒、 守恒。
并且核反应过程中动量守恒。
人工转变核反应方程：卢瑟福发现质子：（第一次实现的原子核的人工转变）H O He N 1117842147+→+查德威克发现中子：n C He Be 101264294+→+ （英国物理学家汤姆孙发现电子。
美国物理学家安德森发现正电子。
） 二、人工放射性同位素1．放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
2．人工放射性同位素（第一次实现的人工放射性同位素） AlHeP（放射性同位素磷30不稳定会放出硅30和正电子）3．人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。
凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。
4．放射性同位素的应用：（1）利用射线： 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 （2）作为示踪原子：棉花对磷肥的吸收；甲状腺疾病的诊断 4．辐射与安全：例题分析：例1.写出下列原子核人工转变的核反应方程（1） Na 2311(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子（2） Al 2713(铝核)俘获1个α粒子后放出1个中子（3） O 168(氧核)俘获1个中子后放出1个质子（4） Si 3014(硅核)俘获1个质子后放出1个中子当堂检测1.完成下列核反应方程：（1）F 199＋He 42→H 11＋（ ） （2）B 115＋（ ）→n 10＋N 147 （3）N 147＋n 10→（ ）＋H 112、关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是 （ ） A ．做示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器检测的特点 B ．做示踪原子是利用放射性同位素贯穿能力很强的性质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3、下列应用中，把放射性同位素作为示踪原子的是 （ ） A ．γ射线探伤仪B ．利用含有放射性碘131的油，检测地下油管的漏油情况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，用检测放射性元素在农作物内转移和分布的情况，找出合理施肥的规律4、硼10俘获一个α粒子后生成氮13放出x 粒子，而氮13是不稳定的，它放出y 粒子而变成碳13、那么x 和y 粒子分别是 A ．质子和电子B．质子和中子C．中子和正电子D．中子和电子5、写出下列核反应方程，并注明对应的人名：发现质子：_________ __，___ _ _；发现中子：_______ __，_ ___；发现正电子：__ _，____ _，。
19.4放射性的应用与防护
2018〜2019学年第二学期芜湖县第一中学电子教学设计课题：第四节放射性的应用与防护❷2018〜2019学年第二学期芜湖县第一中学电子教学设计(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。
(二)新课教学1、核反应定义：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：；N+：HeT；O+；H：Be+；HeT ；n例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。
(1)ii23Na俘获1个a粒子后放出1个质子(2)i327Al俘获1个a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个中子学生活动：理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。
2、人工放射性同位素(1)放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
(2)人工放射性同位素..A^；He 'i；P'；(3)人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制，形状容易控制，半衰期短，废料容易处理。
(4)凡是用到射线时，都用人造放射性同位素学生活动：从这部分开始主要为学生自习和上网查找资料，一方面要掌握书本的知识，另一方面要扩展自己的知识面，同时有问题的地方及时向老师提问，3、放射性同位素的应用®2018〜2019学年第二学期芜湖县第一中学电子教学设计（1）利用射线①射线测厚装置②烟雾报警器③放射治疗④培育新品种，延长保质期（2）作为示踪原子①棉花对磷肥的吸收②甲状腺疾病的诊断4、辐射与安全学生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。
（三）课堂小结本节课的内容相对比较简单，通过学生的自主学习学生要能够掌握核反应的概念以及核反应方程，两种放射性同位素的异同点以及人工放射性同位素的一些应用，并能从物理学的原理上进行解释，还要了解核辐射的应用和防护。
人教新课标选修3-5 19.4放射性的应用与防护 达标作业(解析版)
19.4放射性的应用与防护 达标作业（解析版)1．有关科学发现，下列说法中正确的是（ ） A ．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子B ．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构C ．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子D ．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理 2．下列关于物质结构的叙述中不正确．．．的是 A ．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的 B ．质子的发现表明了原子核是由质子和中子组成的C ．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的D ．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础 3．用中子轰击2713Al ，产生钠2411Na 和X ；钠2411Na 具有放射性，它衰变后变成镁2412Mg 和Y ，则X 和Y 分别是 A ．质子和α粒子 B ．电子和α粒子 C ．α粒子和正电子D ．α粒子和电子4．如图所示，由天然放射性元素针（Po ）放出的α射线轰击皱（Be ）时会产生A 粒子流，用A 粒子流轰击石蜡时，会打出B 粒子流.下列说法正确的是（ ）A ．该实验核反应方程为941314260Be+He C n →+B ．该实验是查德威克发现质子的实验C ．粒子A 为中子，粒子B 为质子D ．粒子A 为质子，粒子B 为中子5．下列与α粒子相关的说法中正确的是（ ）A ．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强B ．23892U （铀238）核放出一个α粒子后就变为23490Th （钍234）C ．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为4141612780He N O n +→+ D ．丹麦物理学家玻尔用α粒子轰击氮核，第一次实现了人工转变6．科学实验在物理学发展中起到了非常重要的作用，下列说法正确的是（ ） A ．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 B ．查德威克仔细地研究了γ射线，从中发现了中子 C ．汤姆孙通过一系列关于阴极射线的实验，发现了电子D ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 7．下列核反应方程中，属于α衰变的是( ) A ．147N ＋He→178O ＋H B ．23892U→23490Th ＋HeC ． H ＋H→He ＋nD ．T23490h→23491Pa ＋01-e8．在核反应方程中，X 表示的是A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子9．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为，下列说法中正确的是（ ）A ．通过此实验发现了质子B ．实验中利用了放射源放出的射线C ．实验中利用了放射源放出的射线D ．原子核在人工转变中，电荷数可能不守恒 10．下面的各种核反应中能产生中子的是（ ） A ．用γ光子轰击2612Mg ，生成物之一为2611Na B ．用氘核轰击94Be ，生成物之一为105BC ．用质子轰击73Li ，生成物之一为84BeD ．用α粒子轰击73Li ，生成物之一为105B11．质量为m 1的He 核，以速度v 0轰击质量为m 2的静止的N 核，发生了核反应，最终产生两种新粒子A 和B ．其中A 为O 核，质量为m 3，速度为v 3；B 的质量为m 4. (1)写出核反应方程式；(2)计算粒子B的速度v B；(3)粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反？12．一个静止的氮核147N俘获一个速度为2.3×107m/s的中子后又变成B、C两个新核。
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护PPT(共63页)
约里奥·居里夫妇
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
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，质子的符号是 H 或 P
卢瑟福
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卢瑟福在实验室
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
质子的发现
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程 英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒 子径迹中，发现了8条产生分叉的记录 分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。
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质子的发现
卢瑟福在实验（用α粒子 轰击氮原子核）中发现，
往容器C 中通入氮气后， 在荧光屏S上出现了闪光，
人教版高中物理选修3-5 19.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
这表明，有一种新的能量比α粒子大 的粒子穿过铝箔，撞击在S屏上，
原子核放出 粒子或 粒子，由于核电荷数变了，而变成另
一种原子核。
原子核的衰变有什么样的规律
衰变是原子核的自发变 化，科学家更希望人工
①衰变时电荷数和质量数都守恒
控制原子核的变化
②衰变过程不可逆，所以用箭头，不用等号
③由实验决定，不凭空编造
人工核反应和放射性同位素
了解几个著名的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工核反应 理解放射性同位素的概念
新核的电量较大，速度较慢， 径迹短而粗；质子速度大，电 量小，故径迹细而长．
人教版高中物理选修3519.4放射性的应用与防护(共63张PPT)
中子的发现
“机遇只偏爱有准备的头脑”
中子的发现，有重大的意义，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，获得许许多多人工放射性同位素， 用它轰开铀核，实现了原子能的利用。
由于同位素的核电荷数相同，所以化学性质相同。
人工放射性同位素
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素： ①放射强度容易控制 ②可以制成各种需要的形状 ③半衰期更短 ④放射性废料容易处理
人工放射性同位素
完成下列核反应方程，并说明哪些属于人工转变，哪些属于衰变？
人工放射性同位素
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
以消除化纤、纺织
测定薄物的厚度与密度
可用来培育良种，也可
品上的静电
用来杀死癌细胞
下面，我们看一下具体的应用情境
放射性的应用——利用它的射线
①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
射线测厚装置原理
放射性的应用——利用它的射线
放射性的应用与防护
教学目标
知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素 知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程 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
物理：19.4《放射性的应用与防护》ppt课件
素的原子序数和质量数分别是〔 D 〕 〔A〕124，259 〔B〕124，265 〔C〕112，265 〔D〕112，277
如图，在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子 核，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的 轨道才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向， 假设两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元素原子 核的原子序数是多少？
23920Th (钍)经过一系列α和β衰变,
成为
P 208
82
b
(铅)
( B D)
(A)铅核比钍核少24个中子 (B)铅核比钍核少8个质子 (C)共经过4次α衰变和6次β衰变 (D)共经过6次α衰变和4次β衰变
以下四个方程中，x1 x2 x3 和 x4各代表某种粒子 。
(1) 29325U01n 3985Sr15348Xe 3x1
核的运动轨迹分别如图中a，b所示，由图可以
断定： [ B D ]
A.该核发生的是α衰变 B.该核发生的是β衰变
a b
C.磁场方向一定是垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能断定
最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探 测方面获得艰苦进展。1996年科学家们在研讨 某两个重离子结合成超重元素的反响时，发现
另一系列衰变如下： PQRS
知P是F的同位素，那么
〔 B〕
A．Q是G的同位素，R是H的同位素
B．R是E的同位素，S是F的同位素
C．R是G的同位素，S是H的同位素
D．Q是E的同位素，R是F的同位素
假设用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表此
原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的
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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。
材料——居里夫妇发现放射性同位 素和正电子 ( 0e)
1
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：
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．质子的符号是 p
14 7
N He
4 2
17 8
O H
1 1
人工转变——中子的发现
9 4
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”
放射线测厚仪
（1）利用它的射线
C、利用射线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 D、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
诺利刀 放射离 疗法 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
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。
马铃薯被γ射线照射的剂量适中。
“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．
（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．
培育新种
保存食物
消灭害虫
治疗恶性肿瘤
农作物检测 示踪原子
诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究
4 2 17 8 12 6 1 1
234 90
Th Pa e
234 91 0 1
二是人工转变
14 7 9 4
N He O H
4 2 1 0
（发现质子的核反应）
Be He C n （发现中子的核反应）
2、放射性同位素的应用
2、放射性同位素的应用
探伤仪 消除有害静电
放射 性的 应用
射线应用
2、与天然的放射性物质相比，人造放射性 同位素： 放射强度容易控制
可以制成各种需要的形状
半衰期更短 放射性废料容易处理
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．
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
几个人工核转变方程
（1）发现质子的核反应方程 ——卢瑟福
14 7
N He
4 2
17 8
O H
1 1
（2）发现中子的核反应方程 ——查德威克
9 4
Be
4 2
4 2
He
12 6
C
1 0
1 0
n
（3）发现人工放射性同位素 ———居里夫妇
He Al P n
27 13 30 15
Hale Waihona Puke 27 13Al He P n
4 2 30 15 1 0
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，核衰变方程如下：
30 15
P Si e
30 14 0 1
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．
人工转变与衰变的比较
• 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
第十九章
原子核
问题情景： 为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的 时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有 什么办法？ 辐 射 方 法 处 理 粮 食
衰变是原子核的自发变化，科学家 更希望人工控制原子核的变化。
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：
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
遭原子弹炸后的广岛
为了防止有害的放射线对人类和自然的 破坏，人们采取了有效的防范措施：
辐射源的存放 检测辐射装置
铀
全 身 污 染 检 测 仪 辐射检测系统
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
Be He C n
4 2 12 6 1 0
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。
（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：
一是自然衰变（天然放射性衰变），
238 92
U Th He
234 90 4 2