第三节探测射线的方法
《探测射线的方法》课件
医学影像诊断
医学影像诊断
利用探测射线技术，如X射线和计算机断层扫描（CT），可以生成人体内部结 构的图像，帮助医生准确诊断疾病。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲，探测人体内氢原子的分布，生成高分辨率的图像，用于 诊断神经系统、肌肉和关节等疾病。
工业无损检测
材料检测
通过探测射线技术，可以检测金 属、复合材料等材料的内部结构 和缺陷，确保产品质量和安全性 。
开发新型探测材料与器件
要点一
新型探测材料
研究具有优异性能的新型探测材料，如高灵敏度、低噪声 、抗干扰等。
要点二
新型探测器件
开发基于新型材料和工艺的探测器件，提高探测器的性能 和稳定性。
拓展探测射线技术的应用领域
医疗领域
环境监测
利用射线探测技术进行医学影像诊断 、放射治疗监测等，提高医疗水平和 治疗效果。
电离法的优缺点
精度低
电离法测量射线时，其探测器的精度较低，误差较大。
响应速度慢
电离法测量射线时，其探测器的响应速度较慢。
探测射线技术的发展趋势与展
05
望
提高探测灵敏度与分辨率
探测灵敏度
采用新型探测材料和优化探测器结构，提高 对射线信号的响应能力，降低探测限。
分辨率
通过改进信号处理技术和算法，提高对不同 类型射线的区分能力，实现高分辨率探测。
响应速度快
闪烁计数器能够快速响应射线的出现和消失，具有较高的时间分辨率。
闪烁法的优缺点
• 选择性好：不同的闪烁物质对不同类型射线有不同的响应 ，有助于区分不同来源的辐射。
闪烁法的优缺点
设备昂贵
闪烁计数器及配套设备较 为昂贵，增加了使用成本 。
高三物理探测射线的方法(第三节)
1、云室实验． 在云室看到的只是成串的小液滴， 它描述的是射线粒子运动的径迹， 而不是射线本身．云室利用的是 射线的电离本领．径迹的长短和 粗细可以知道粒子的性质；粒子 轨迹的弯曲方向可以知道粒子带 电的正负． 注意：云室实验装置小，粒子径迹呈现时间较短．
2．气泡室
气泡室在核物理研究中经常用到．气泡室里装的是液 体（如液态氢），控制室内的温度和压强，使室内的 温度略低于液体的沸点，当气泡室的压强突然降低时， 液体的沸点降低因此液体过热，在通过室内射线粒子 周围就有气泡形成．通过照片上记录的情况，可以分 析粒子的带电、动量、能量等情况．
盖革－弥勒计数器 德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研制出的计 数器用来检测放射性是非常方便的，盖革管的结构如图 所示： 窗口 阴极 阳极
粒子
接放 大器
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 ]
D、
教法分析19.3 探测射线的方法
第3节 探测射线的方法
整节都是一般性了解的要求
P85做一做：用传感器测量放射性
G-M 管可以把射入的粒子的数目转换为电脉冲的数目，所以它是一种辐射传感器……可对不同辐射源的强度进行对比。
……传感器盒子里面装着G-M 管。
开始计数后，计算机荧光屏上每隔1 min 跳出一个竖直放置的狭长矩形，表示G-M 管在这1 min 内接收粒子的数目。
放射源可用学校实验室与威尔孙云室配套的弱放射源。
此外，目前有些地区还可以买到气灯罩，它含有硝酸钍Th(NO 3)4，具有微弱的放射性。
图19.3-6就是对气灯罩的射线计数得到的直方图。
图19.3-6的下部用绿色标出，即使没有放射源，G-M 管也会记录微弱的辐射，但不会高于这个区域。
这些辐射称为本底辐射，来自宇宙射线或地壳中的放射性物质。
用传感器还可以研究射线强度与距离的关系、不同物质对射线的吸收能力等许多课题。
193194探测射线的方法PPT课件
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
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
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。
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
遭原子弹轰 炸的广岛
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.
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。
3、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生 新原子核的过程。
在核反应中，质量数和电荷数都守恒。
例1：指出下列核反应中的错误并更正：
( 1 )1 7 4N +1 8 7 O + 质 子
( 2 )1 7 4 C + 2 4H e 1 8 7O + 1 1H ( 3 )4 9B e+ 2 4H e 1 6 3 C +
B．升高温度可以使半衰期缩短。
第十九章 原子核
§3 探测射线的方法
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：
1、使气体或 液体电离
2、使照相底 片感光
3、使荧光物 质产生荧光
·威尔逊云室利用了射线的电离本 领。
观察射线在云室中的径迹(轨迹见教材)：
19.3-探测射线的方法-19.4(教学)
射线径迹
径迹的长短和粗细可 以知道粒子的性质；
粒子轨迹的弯曲方向 可以知道粒子带电的 正负．（加磁场）
观察射线在云室中的径迹(轨迹见教材)：
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，沿途产生的离子多。
ß射线在云室中的径迹：比较细，且常常弯曲
原因： ß粒子质量小，跟气体碰撞易改变方 向，电离本领小，沿途产生的离子少。
2、下列关于放射线的说法中不正确的是 (D)
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．
3、关于半衰期，以下说法正确的是： D
A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比 单质中长。
B．升高温度可以使半衰期缩短。
C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子 核，经过7.6天氡原子核就只剩下一个。
第十九章 原子核 §4 放射性的应用与防护
一、核反应
1、卢瑟福用α粒子轰击氮核，生成质子和氧17. 第一次实现了原子核的人工转变。
14 7
N
+
4 2
He
17 8
O
+
1 1
H
荧 光 屏
氮气
α射线 铝 箔 显微镜
2、查德威克用α粒子轰击铍核发现中子 n：
9 4
Be
+
4 2
He
162C
+
01n
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。
3、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生 新原子核的过程。
在核反应中，质量数和电荷数都守恒。
例1：指出下列核反应中的错误并更正：
第四章射线检测3
• 胶片宽容度L大，特性曲线中正常曝光区对应的△lgE大， 允许透照的工件厚度差大。
• γ=△D/△lgE，衬度系数越大，宽容度越小。
（5）颗粒度 6.颗粒度G 暗室处理后底片上黑色的银粒的均方根称为颗 粒度。
底片不清晰度一般分为几何不清晰度、固有不清 晰度和散射不清晰度。
一、几何不清晰度Ug
射线照相中，射线源并 不是理想的点源，透照工件 时，底片上的缺陷影像边缘 就会出现半影区，即黑度过 渡区，使缺陷轮廓不清晰。 因此，由于射线源具有一定 的几何尺寸而使底片上缺陷 影像周围产生的半影区宽度 称为几何不清晰度。
• 底片灰雾度对灵敏度有一定的影响。一般要求 D0≤0.3。
• 胶片保存条件不良或保存时间过长会使D0增大。 （3）感光度S
在相同透照条件下，使胶片达到规定黑度所需曝光 量的倒数，称为胶片的感光度。衡量感光速度的快慢。
S＝1/E
(4)宽容度L
宽容度是指胶片特性曲线上黑度D与曝光量对数lgE成 正比区域的曝光量对数之差。
金属荧光增感屏并不能克服荧光增感屏的缺点， 射线照相中应用并不广泛。主要用于要求不高，厚度 较大的工件探伤。
GB3323-87：AB级和 B级采用金属增感屏或 不用增感屏，A级个别 情况采用荧光或金属荧 光增感屏。
5.增感屏的使用
1）表面检查：无油污、划伤和折痕； 2）将增感屏装进暗袋时，要注意使金属箔或荧光层
d=10(6-N)/10
型号表示，如： FE10/16
• 绝对灵敏度：dmin • 相对灵敏度：K=(dmin/TA)×100% • 透照厚度TA： ➢ 平板焊缝：
第四章 第三节放射性探测
第三节 放射性探测
二、α测量法
α测量法是指通过测量氡及其衰变子体产生的α粒子的数量来寻找铀矿、 地下水及解决工程地质及其他地质问题的一类放射性方法。这类方法的种类 很多，我们只对水文、工程及环境地质工作中用得较多的α径迹测量和α卡 法作一个概略的介绍。
(一) α径迹测量 具有一定动能的质子、α粒子、重离子、宇宙射线等重带电粒子以及裂变 碎片射入绝缘固体物质中时，在它们经过的路径上会造成物质的辐射损伤， 留下微弱的痕迹(仅数n m)，称为潜迹。潜迹只有在电子显微镜下才能察觉 。如果把这种受到辐射损伤的材料浸泡到强酸或强碱溶液中，则受伤的部分 能较快地发生化学反应而溶解到溶液中去，使潜迹扩大成一个小坑，称为蚀 坑。这种化学处理过程称为蚀刻。随着蚀刻时间的增长，蚀坑不断扩大。当
图4·3·6 ××岗Ⅱ号断层的α径迹测量剖面 1—砾岩、砂砾岩 2—片麻岩、片岩
第三节 放射性探测
(二) α卡法 1— 第四系浮土; 2— 第四系冰碛砾石层; 3— 下元古界铺岭组浅变质岩; 4— 燕山期花岗岩; 5— 破碎带 α卡法是一种短期积累测氡方法。α卡是用对氡的衰变子体 (21884Po和
21484Po等) 具有强吸附力的材料 (聚酯镀铝薄膜或自身带静电的过氯乙稀 细纤维) 制成的卡片，将其放在倒置的杯子里，埋在地下聚集土壤中氡子体 的沉淀物，数小时后取出卡片，在现场用α辐射仪测量卡片上沉淀物放出的α 射线的强度，便能发现微弱的放射性异常。
由于α卡法的生产周期比α径迹测量短，故已获得广泛的应用。 安徽黄山在燕山期花岗岩与下元古界变质岩的接触带中有温泉发育，水温约 40°C。图4·3·7为40线静电α卡测量与其他放射性测量成果的对比。由于该 地浮土覆盖较薄，所以γ测量、α径迹测量和静电α卡法都能明显示出花岗岩 与变质岩的接触带。与前两种方法相比，静电α卡法在反映地质岩性变化的 基础上，还能清楚地显示地下构造的存在。图中ZK301孔正是布置在与电法 推测一致的主要断裂带上。
第三节探测射线的方法
α射线径迹
径迹的长短和粗 细可以知道粒子的 性质； 性质；粒子轨迹的 弯曲方向可以知道 粒子带电的正负． 粒子带电的正负．
a射线在云室中的径迹：直而粗 射线在云室中的径迹： 射线在云室中的径迹 原因： 粒子质量大 不易改变方向， 粒子质量大， 原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大， 本领大，沿涂产生的离子多
气 泡 室 中 带 电 粒 子 的 径 迹
Байду номын сангаас
气泡室的优点： 气泡室的优点： 它的空间和时间分 辨率高； 辨率高； 工作循环周期短， 工作循环周期短， 本底干净、 本底干净、径迹清 可反复操作。 晰，可反复操作。 但也有不足之处： 但也有不足之处： 那就是扫描和测量 时间还嫌太长； 时间还嫌太长； 体积有限， 体积有限，而且甚 为昂贵， 为昂贵，
一、威尔逊云室： 威尔逊云室：
利用射线的电离本领 构造： 构造：一个圆筒状容 器，低部可以上下移 上盖是透明的， 动，上盖是透明的， 内有干净空气 实验时， 实验时，加入少量酒 精，使酒精蒸汽达到 过饱和状态。 过饱和状态。
观察威耳逊云室的结构， 观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室中的 径迹： 径迹： β 射线径迹
探测射线的方法
探测射线的方法 虽然放射线看不见， 虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是： 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是： 1、使气体或 液体电离 2、使照相底 片感光 3、使荧光物 质产生荧光
威耳逊云室 观察威耳逊云室的结构， 观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室 中的径迹： 中的径迹：
ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常 射线在云室中的径迹：比较细， 射线在云室中的径迹 常弯曲 原因：粒子质量小， 原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变 方向，电离本领小， 方向，电离本领小，沿途产生的离子少
第十九章 3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护
【例题】(双选)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工
12 17 1 转变，核反应方程为 4 He ＋ N ―→ O ＋ 2 7 8 1H. 下列说法正确的是
(
) A．通过此实验发现了质子 B．实验中利用了放射源放出了γ射线 C．实验中利用了放射源放出了α射线 D．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒 【解析】由物理学史知 A 对；本实验用α粒子轰出
核反应方程
【例题】(单选)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为 16 8O
a 0 ＋1 0n―→7N＋bX，对式中X、a、b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＝－1 C．X 代表正电子，a＝17，b＝1 D．X 代表质子，a＝17，b＝1 【解析】根据质量数、电荷数守恒可知 a＝17，b＝8＋0－
(3)盖革—米勒(G－M)计数器： ①1928 年由德国物理学家 盖革和米勒研制成；②主要部分是盖革—米勒计数管③主要优 点——灵敏、方便，主要缺点——不能区分射线类型．
射线的危害与防护
污染与 举例与措施 防护
核爆炸 污染 核泄漏 医疗照射
说明 核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是 强烈的γ射线与中子流 核工业生产和核科学研究中使用放射性 原材料，一旦泄露就会造成严重污染 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
【答案】见解析
2．如图 19－3－2 所示，在某一足够大的真空室中，虚线 PH 的右侧是一磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁 场，左侧是一场强为 E、方向水平向左的匀强电场．在虚线 PH 上的点 O 处有一质量为 M、电荷量为 Q 的镭核 (226 ．某时刻 88Ra) 原来静止的镭核水平向右放出一个质量为 m、电荷量为 q 的α 粒子而衰变为氡 (222 86Rn)核，设α粒子与氡核分离后它们之间的 作用力忽略不计，涉及动量问题时，亏损的质量可不计． (1)写出镭核衰变为氡核的核反应方程； (2)经过一段时间α粒子刚好到达虚线 PH 上的 A 点，测得 OA ＝ L．求此时刻氡 核的速率． 图 19－3－2
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（2）盖革— 米勒计数管的基本原理是什么？
盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的
气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大
a 射线径迹
b 射线径迹
一、威耳孙云室
观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
a 射线径迹
b 射线径迹
径迹的长短和粗细可 以知道粒子的性质；粒 子轨迹的弯曲方向可以 知道粒子带电的正负．
我们根据径迹的长短和粗细，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弯 曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；
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这种装置是德国物理学家盖革和米勒在1928年研制 成的，所以叫做盖革－米勒计数器。G-M计数器非常灵 敏，用它检测射线十分方便。但是不同的射线在盖革— —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。此外，如果同时有大量粒子 ，或两个粒子射来的时间小于200μs，盖革－米勒计数 器也不能区分它们。
弱
很容易
较强
较弱
很强
更小
பைடு நூலகம்
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．
新课标高中物理选修3－5
第十九章 原子核
3 探测射线的方法
探测射线的方法
培养学生应用物理知识解决实际问题的能力
教学重难点
重点
根据探测器探测到的现象分析、探知各种 运动粒子，
难点
探测器的结构与基本原理， 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，
2、气泡室的优点 气泡室的优点更多,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,不适应现代粒子能量越来越高、作用截 面越来越小的要求，
3、气泡室原理和云室原理的区别 气泡室的原理和膨胀云室有些类似,可以看
云室示意图
2、云室实验的基本原理： 先往云室里加少量酒精,使室内充满酒精 的饱和蒸汽,然后迅速向下拉动活塞,室内气体 膨胀,温度降低酒精蒸汽达到过饱和状态,这时 如果有例子在室内气体中飞过,使沿途的气体 分子电离,过饱和酒精蒸汽就会以这些离子为 核心凝结成雾滴,于是,显示出射线的径迹，这 种云室是英国的物理学家威尔逊发明的叫做威 尔逊云室，
本节导航
一、威尔逊云室 二、气泡室 三、盖革—米勒计数器
一、威尔逊云室
放射线虽然看不见,但我们根据放射线的粒 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，例如：
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，
1、威尔逊云室 结构：威尔逊云室主要部分是由一个 圆筒状容器,底部可以上下移动,相当于一个 活塞,上盖是透明的可以通过他来观察粒子 的运动的径迹,云室里面有干净的空气，
第三节 探测射线的方法
窗口 阴极 阳极
粒子
接放 大器
计数管
窗口 阴极
阳极Biblioteka 粒子接放 大器（1）构造： 阴极：铜圆筒 阳极：钨丝
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
（2）原理
当某种射线粒子进入管内时，它使管内 的气体电离，产生的电子在电场中被加 速，能量越来越大，电子跟管中的气体 分子碰撞时，又使气体分子电离，产生 电子，这样，一个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，在电路中就产生一次脉 冲放电，利用电子仪器可以把放电次数 记录下来。
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。
第三节 探测射线的方法
英国物理学家威耳逊1912年发明 一、威尔逊云室：
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
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
气泡室在核物理研究中经 常用到．气泡室里装的是 液体（如液态氢），控制 室内的温度和压强，使室 内的温度略低于液体的沸 点，当气泡室的压强突然 降低时，液体的沸点降低 因此液体过热，在通过室 内射线粒子周围就有气泡 形成．通过照片上记录的 情况，可以分析粒子的带 电、动量、能量等情况．
人教版物理选修3-5课件 第十九章 原子核 3-4放射性的应用与防护
3．人工放射性同位素的优点． (1)资源丰富，天然放射性元素不过 40 多种，但人工 放射性同位素已达 1 000 多种，目前每种元素都有了自己 的放射性同位素．
(2)和天然放射性物质相比，人工放射性同位素的放 射强度容易控制，还可以制成各种所需的不同形状，特 别是，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射 性废料容易处理．由于这些优点，所以在生产和科研中 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．
2．1993 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27082Pt，制取过程如下：(1)用质子 轰击铍靶94Be 产生快中子；(2)用快中子轰击汞28004Hg，反 应过程可能有两种：①生成27082Pt，放出氦原子核，②生成 27082Pt，同时放出质子、中子；(3)生成的铂20728Pt 发生两次 衰变，变成稳定的原子核汞28002Hg.写出上述核反应方程．
(2)气泡室：原理同云室的原理类似，所不同的是气 泡室里装的是液滴，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：GM 计数器非常灵敏，使用方便． ②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类．
判断正误
1．射线中的粒子与其他物质作用时，产生一些现象， 可以显示射线的存在．(√)
警示：(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方 程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向．
(2)核反应方程遵循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．
【典例 2】 (1)完成下列核反应方程：
①42He＋115B→147N＋________； ②42He＋2113Na→________＋11H； ③42He＋94Be→126C＋________； ④42He＋2173Al＋3105P＋________．
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第三节探测射线的方法第四节放射性的应用与防护学习目标知识导图知识点1探测射线的基本方法探测射线的原理利用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。
(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__。
知识点2几种常用的探测器1．威尔逊云室(1)结构见教材。
(2)工作原理：粒子从室内气体中飞过，就会使沿途的气体分子__电离__产生离子，过饱和汽便以这些离子为核心凝成__一条雾滴__，于是显示出射线的径迹。
根据径迹的长短和粗细，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弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的__正负__。
2．气泡室(1)原理：当高能粒子穿过室内__过热__液体时，形成一串__气泡__而显示粒子行迹。
(2)作用：可以分析粒子的带电、动量、能量等情况。
3．盖革—米勒计数器(1)结构见课本(2)原理：当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体__电离__，产生的电子在电场中被加速，能量0越来越大，电子跟管中的气体分子__碰撞__时，又使气体分子电离，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，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电__次数__记录下来。
(3)特点：检测射线十分方便，但只能用来__计数__，不能区分射线的种类。
此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200μsG－M计数器也不能区分它们。
知识点3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．原子核的人工转变(1)1919年，卢瑟福第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子，核反应方程是14N＋42He―→__178O__＋11H。
7(2)查德威克发现了中子，核反应方程是9Be＋42He―→__126C__＋10n。
43．遵循规律__质量数__守恒，__电荷数__守恒。
知识点4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__放射性__，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磷3015P。
(2)发现磷同位素的方程：42He＋2713Al―→__3015P＋10n__。
3．放射性同位素的应用(1)利用射线：利用α射线具有很强的__电离__作用，消除有害__静电__；利用γ射线很强的__贯穿__本领，工业用来__探伤__。
(2)作示踪原子：同位素具有相同的__化学__性质，可用放射性同位素代替非放射性同位素做__示踪__原子。
4．放射性的污染和防护(1)放射性污染过量的放射会对__环境__造成污染，对人类和自然界产生__破坏__作用。
(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__照射人体。
预习反馈『判一判』(1)威尔逊云室可以显示α粒子和β粒子的径迹。
(√)(2)GM计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。
(×)(3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
(√)(4)放射性同位素3015P，即可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获得。
(×)(5)利用γ射线照射种子，可以培育出优良品种。
(√)(6)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用。
(×)『选一选』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(C)A．α粒子B．质子C．中子D．电子解析：设x、y、z的电荷数分别为Z x、Z y、Z z，质量数分别为A x、A y、A z。
由前两个核反应方程中的电荷数守恒，Z x＋3＝2Z y，Z y＋7＝Z x＋8，可得Z y＝2；质量数守恒A x＋7＝2A y，A y＋14＝A x＋17，可得A y＝4；由第三个核反应方程中的电荷数守恒2＋4＝Z z＋6，得Z z＝0，质量数守恒4＋9＝A z＋12，A z＝1。
即z是电荷数为零，质量数为1的粒子，也就是中子，C 正确。
『想一想』放射性同位素的放射强度易于控制，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此在生产和科学领域得以广泛的应用。
(1)能用α射线来测量金属板的厚度吗？(2)γ射线照射食品延长保存期的原理是什么？提示：(1)不能(2)用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期。
探究一探测射线的方法和仪器S思考讨论i kao tao lun 1下图为α粒子和β粒子在威尔逊云室中的径迹示意图。
(1)如何根据径迹的情况，分析判断粒子的性质？(2)如何判断粒子所带电荷的正负？提示：(1)α粒子质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向，轨迹为直线；β粒子质量小，原气体碰撞易改变方向，故轨迹常常弯曲。
(2)根据轨迹的弯曲方向来判断带电的性质。
G 归纳总结ui na zong jie1．威尔逊云室原理：实验时先往云室里加入少量的酒精，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。
这时让射线粒子从室内的气体中飞过，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，可用照相机拍摄下其运动的径迹进行观察分析。
2．气泡室(1)原理：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，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，使液体过热，此时让射线粒子射入室内，粒子周围就有气泡形成。
用照相机拍摄出径迹照片，根据照片上记录的情况，可以分析粒子的性质。
(2)气泡室和云室的比较：气泡室的工作原理与云室相类似，云室内装有气体，而气泡室内装的是液体。
相同之处在于都可以形成射线粒子的运动径迹，通过研究径迹，研究射线的性质。
3．盖革——米勒计数器(1)原理：在金属丝和圆筒间加上一定的电压，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，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。
(2)优缺点优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它检测射线十分方便。
缺点：a.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。
b.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。
特别提醒：(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200μs的两个粒子。
D 典例剖析ian li pou xi典例1(多选)下列关于放射线的探测说法正确的是(AC) A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B．由气泡室内射线径迹不能分析粒子的带电、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性质解题指导：认真阅读教材，掌握探测三种射线的方法与实验原理。
解析：气泡室探测射线原理与云室类似，不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的，故A选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等情况，故B选项不正确；盖革—米勒计数器利用射线电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确；由于对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误。
,〔对点训练1〕现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修使用的花岗岩板材中也存在不同程度的放射性，某同学要测定附近建筑材料厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超标，他选用哪种仪器较好(C)A．威耳逊云室B．气泡室C．盖革—米勒计数器D．以上三种效果都很好解析：花岗岩板材的放射性都比较弱，用云室、气泡室很难测出，而计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。
探究二原子核的人工转变和核反应方程S思考讨论i kao tao lun 2如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。
(1)充入氮气前荧光屏上看不到闪光，充入氮气后荧光屏上看到了闪光，说明了什么问题？(2)原子核的人工转变与原子核的衰变有什么相同规律？提示：(1)产生了新粒子(2)质量数与电荷数都守恒，动量守恒G 归纳总结ui na zong jie1．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：147N＋42He―→178O＋11H(2)1932年查德威克发现中子的核反应：94Be＋42He―→126C＋10n(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＋1n；3015P―→3014Si＋01e4．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。
特别提醒：(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。
(2)核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。
D 典例剖析ian li pou xi典例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)用质子轰击铍靶94Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞20480Hg，反应过程可能有三种：①生成20278Pt，放出氦原子核；②生成20278Pt，放出质子和中子；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。
解题指导：此题只要严格按照写核反应方程的原则进行，一般是不会出错的，写核反应方程的原则是：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，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，但中学阶段不作要求；(4)核反应必须是实验能够发生的，不能毫无根据地写未经实验证实的核反应方程。