探测射线的方法以及放射性的应用与防护学习教材PPT课件

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 质子质量是电子的1800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 相去甚远．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55eV与10eV的矛盾 ，他们还是十分牵强地解释为其 它的原因，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。
复习回顾:
名称 带电 性 电离 能力 穿透 能力 构成 速度
实质

正
强
弱
4 2
He
C/10
氦核流
负
弱
强
0 1
e
接近C
电子流
中
最弱
极强
光子
C
光子流
例： 天然放射性元素 Th (钍)经过一系列α 208 衰变和β衰变之后变成 82 Pb （铅）．下列论 断中正确的是（BD） A.铅核比钍核少24个中子 B.铅核比钍核少8个质子
27 13 4 2 30 15
半衰期、它表征放射性元素的原子核有 一半发生衰变所需的时间。它是从大量 原子核衰变中得出的统计规律，对个别 的放射性原子核的衰变无实际物理意义。 半衰期由原子核的内部因素决定，与外 界条件及与物质的物理、化学状态无关。 即使处于物理运动，化学变化中也不会 影响它的半衰期。因此它是反映某种元 素原子核特征的重要物理量。
放射性的应用与防护
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
复习回顾：
1、什么是原子核的衰变？ 原子核放出a粒子或ß粒子，由于核电荷 数变了，而变成另一种原子核。 2、原子核的衰变有什么样的规律 1）、衰变时电荷数和质量数都守恒
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在 一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液 体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液 体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰 撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在 复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形 成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长 大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进 行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得 到记录有高能带电粒子轨迹的底片。 照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液 体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状 态，准备作下一次探测。
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
核反应
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。
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．
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C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变
在下列核反应方程中,X代表质子的 方程是（BC）
(A) Al+ He P + X 14 4 17 (B) 7 N+ 2 He 8 O + X 2 1 (C)1 H + 0 n + X 3 4 (D)1 H + X2 He+10 n
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。 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程，------------核反应
在核反应中，质量数和电荷数都守恒
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10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰 变时发出的γ射线的能量．
探测射线的方法
射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：
1、粒子使气体或液体电离，以这些 离子为核心，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
一、威尔逊云室：
利用射线的电离本领 构造：一个圆筒状容器， 低部可以上下移动，上 盖是透明的，内有干净 空气
实验时，加入少量酒精， 使酒精蒸汽达到过饱和 状态。
气泡室的优点： 气 泡 室 中 带 电 粒 子 的 径 迹
它的空间和时间分 辨率高；
工作循环周期短， 本底干净、径迹清 晰，可反复操作。 但也有不足之处： 那就是扫描和测量 时间还嫌太长；
体积有限，而且甚 为昂贵，
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
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。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．根据核反应中质量数守恒 和电荷数守恒，可以写出这个发现 质子的核反应方程并得知氮核放出 质子后变成了氧核．
14 7
N+ He O+ H
4 2 17 8 1 1
a射线在云室中的径迹：直而粗
原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大，沿涂产生的粒子多
ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常 常弯曲 原因：粒子质ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小，跟气体碰撞易改变 方向，电离本领小，沿途产生的离子少
二、气泡室-----高能物理实验的最风行的探测设备
气泡室是由一密闭容器 组成，容器中盛有工作 液体