放射性的应用与防护
放射性的应用与防护
放射性在科研领域的应用
核物理研究
利用放射性核素研究原子核结构 和性质，如原子能谱学和核磁共
振。
化学研究
利用放射性标记化合物研究化学反 应机理和动力学，如放射性示踪剂 。
生物学研究
利用放射性核素或加速器产生的射 线研究生物大分子结构和功能，如 蛋白质结晶和基因突变分析。
放射性在农业领域的应用
辐射育种
放射性工作许可证制度
要求从事放射性工作的单位和个人申请领取放射性工作许可证，并接受相关部门的监督检查。
放射性应用
医疗领域
放射性核素可用于诊 断和治疗肿瘤、心血 管等疾病，如X射线、 CT、核磁共振等。
工业领域
放射性技术可用于材 料检测、无损检测、 测井、石油勘探等领
域。
农业领域
放射性核素可用于育 种、植物生长调节等 方面，提高农作物的
环境防护措施
01
对放射性物质储存和使用场所应采取相应的安全措 施，如设置警戒线、安装监控设备等。
02
对放射性废气、废水和固体废物应进行妥善处理， 避免对环境和人体造成危害。
03
对可能产生放射性污染的设备和工艺应进行改进， 降低辐射剂量。
应急防护措施
01 制定应急预案，明确应急组织、通讯联络、现场 处置等措施。
国家放射性安全法规
国家核安全局
负责制定和监督执行国家的放射性安全法规，确保核设施和核活动的安全。
环境保护部
负责监管放射性物质的环境影响，确保放射性废物的安全处理和处置。
企事业单位放射性安全规定
企事业单位放射性安全管理规定
要求企事业单位建立健全的放射性安全管理制度，配备安全设施和防护设备，进行辐射监测和培训。
放射性的应用与防护
探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
【解题指导】在深刻理解射线特性的基础上分析此题. 【标准解答】选D.利用放射线消除有害静电是利用放射线的 电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导出，A错误；γ 射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误； 作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选 才能培育出优秀品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定 有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确.
在利用放射性的同时，要注意保护生态环境，从而实现可持 续发展.
【典例3】关于放射性同位素应用的下列说法中正确的是( ) A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到 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，也能进行人体透视 C.用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优 良的品种 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 组织造成太大的伤害
三、放射性同位素及其应用
1.放射性同位素 (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)人工放射性同位素的优势 ①放射强度容易控制.②可制成各种所需的形状.③半衰期短， 废料易处理.
2.放射性的应用 (1)放射出的射线的利用 ①利用γ射线的贯穿本领:利用60Co放出的很强的γ射线来检 查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤.利用γ射线 可以检查30 cm厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用 来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自 动控制生产过程. ②利用射线的电离作用：放射线能使空气电离，从而可以消 除静电积累，防止静电产生的危害.
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.
放射性治疗中的防护工作
放射性治疗中的防护工作
1. 戴个人防护装备：医护人员在接触放射性物质时，应戴上适当的个人防护装备，如手套、围裙、护目镜和口罩。
这样可以减少辐射对皮肤和呼吸系统的伤害。
2. 尽量减少辐射暴露时间：在进行放射性治疗时，医护人员应尽量减少接触放射性物质的时间，以降低辐射暴露的风险。
在操作放射性物质时要迅速而准确地完成任务。
3. 保持安全距离：医护人员在接触放射性物质时应保持安全距离，以减少辐射的直接暴露。
在进行放射性治疗时，应尽量将患者和医护人员分开，以减少辐射风险。
4. 正确储存和处理放射性物质：放射性物质应妥善储存并按照相关规定进行处理。
医疗机构应建立正确的放射性物质管理制度，确保放射性物质的安全使用和处置。
5. 定期检测辐射水平：医疗机构应定期检测放射性治疗区域的辐射水平，以确保辐射水平符合安全标准。
如有必要，应采取相应的措施来减少辐射暴露。
6. 培训医护人员：医疗机构应定期对医护人员进行放射性防护培训，提高他们对防护工作的认识和技能。
医护人员应了解放射性物质的特性、防护措施和应急处理方法。
在放射性治疗中，防护工作至关重要。
通过正确使用个人防护装备、减少辐射暴露时间、保持安全距离、正确储存和处理放射性物质、定期检测辐射水平以及培训医护人员，可以最大限度地保护医护人员和患者的安全。
医疗机构应严格遵守相关法规和标准，确保放射性治疗的安全性和有效性。
参考文献：
1. 张三，李四，王五。
放射性治疗中的防护工作实施指南。
放射医学杂志，2019，15（3）：123-135。
放射性的应用、危害与防护
放射性的应用、危害与防护一、放射性的应用放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性考古。
1．射线特性的应用(1)α射线：利用α射线带电、能量大，电离作用强的特性可制成静电消除器等。
(2)β射线：由于β射线可穿过薄物或经薄物反射的特性来测量薄物的厚度或密度。
(3)γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等。
另外还可以利用射线勘探矿藏等。
2．作为示踪原子在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，同位素和该元素经历过程相同。
用仪器探测出放射性同位素放出的射线，就可查明这种元素的行踪。
3．衰变特性应用应用14 6C的放射性判断遗物的年代。
二、放射性的危害和防护1．危害来源(1)地壳表面的天然放射元素。
(2)宇宙射线。
(3)人工放射。
2．防护措施(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测。
1．判断：(1)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。
()(2)α射线的穿透本领最弱，电离作用很强。
()(3)放射性同位素只能是天然衰变产生的，不能用人工方法合成。
()答案：(1)×(2)√(3)×2．思考：衰变和原子核的人工转变有什么不同？提示：衰变是放射性元素自发的现象，原子核的人工转变是能够人工控制的核反应。
其核反应方程的书写也有区别。
放射性应用分析1.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。
2．放射出的射线的利用(1)利用γ射线的贯穿本领，利用钴60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤，利用γ射线可以检查30 cm 厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控制生产过程。
(2)利用射线的电离作用，放射线能使空气电离，从而可以消除静电积累，防止静电产生的危害。
第3章 第3节 放射性的应用与防护
第3节放射性的应用与防护学习目标知识脉络1.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素．(重点)2．理解放射性在消费和科学领域的应用．(重点)2．知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，理解防护放射性的措施，建立防范意识．(重点)[先填空]1．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、穿透才能等性质；二是作为示踪原子．2．射线特性的利用(1)辐射育种、食品辐射保存、放射性治疗等．(2)放射性同位素电池：把放射性同位素衰变时释放的能量转换成电能的装置．(3)γ射线探伤：利用了γ射线穿透才能强的特点．3．作为示踪原子：用仪器探测放射性同位素放出的射线，可以查明放射性元素的行踪，好似带有“标记〞一样．人们把具有这种用处的放射性同位素叫作示踪原子．[再判断]1．利用放射性同位素放出的γ射线可以给金属探伤．(√)2．利用放射性同位素放出的射线消除有害的静电积累．(√)3．利用放射性同位素放出的射线保存食物．(√)[后考虑]放射性元素为什么能做示踪原子？【提示】由于放射性同位素不断发出辐射，无论它运动到哪里，都很容易用探测器探知它的下落，因此可以用作示踪物来区分其他物质的运动情况和变化规律．这种放射性示踪物称为示踪原子或标记原子．[核心点击]1．分类：可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种，天然放射性同位素不过40多种，而人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有自己的放射性同位素．2．人工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)半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理．因此，但凡用到射线时，用的都是人工放射性同位素．3．放射性同位素的主要应用(1)利用它的射线．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医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有一样的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．1．(多项选择)以下关于放射性同位素的一些应用的说法中正确的选项是()A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C．利用射线改进品种是因为射线可使DNA发生变异D．放射性同位素的半衰期是一样的【解析】消除静电是利用射线的电离作用使空气导电，A错误；探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改进品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C正确；不同的放射性同位素的半衰期是不同的，D错误．【答案】BC2．(多项选择)以下说法正确的选项是()A．给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B．输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C．天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是含量较少，经济上不划算D．放射性元素被植物吸收，其放射性不会发生改变【解析】放射性元素与它的同位素的化学性质一样，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料．无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是一样的，A错误；人工放射性同位素，含量易控制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而天然放射性元素，剂量不易控制、衰变周期长、会污染环境，所以不用天然放射元素，C错误；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D正确；放射性同位素可作为示踪原子，是因为它不改变元素的化学性质，故B正确．【答案】BD3．γ刀已成为治疗脑肿瘤的最正确仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因此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效劳．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的________才能和很________的能量．【解析】γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的穿透才能和很高的能量．【答案】穿透高放射性同位素的应用技巧(1)用射线来测量厚度，一般不选取α射线是因为其穿透才能太差，更多的是选取γ射线，也有局部选取β射线的．(2)给病人治疗癌症、培育优良品种、延长食物保质期一般选取γ射线．(3)使用放射线时平安是第一位的．放射性污染和防护[先填空]1．放射性污染的主要来源(1)核爆炸；(2)核泄漏；(3)医疗照射．2．为了防止放射线的破坏，人们主要采取以下措施(1)密封防护；(2)间隔防护；(3)时间防护；(4)屏蔽防护．[再判断]1．核泄漏会造成严重的环境污染．(√)2．医疗照射是利用放射性，对人和环境没有影响．(×)3．密封保存放射性物质是常用的防护方法．(√)[后考虑]放射性污染危害很大，放射性穿透力很强，是否无法防护？【提示】放射线危害很难防护，但是通过屏蔽、隔离等措施可以进展有效防护，但防护的有效手段是进步防范意识．[核心点击]) A．国际通用的辐射警示标志是毒性标志的骷髅B．国际通用的辐射警示标志是以黄色为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形C．有此项标志的地方是有辐射警示危险的地方D．没有特别的极其特殊的需要远离有国际通用的辐射警示标志的地方【解析】国际通用的辐射警示标志是以黄色为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形，A错，B正确；因为放射性的危险性和放射性的强穿透性，所以要远离有放射性的地方，C、D正确．【答案】BCD5．核能是一种高效的能源．(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反响堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和平安壳．图3-3-1结合图3-3-1甲可知，平安壳应中选用的材料是________．(2)图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图甲分析可知工作人员一定受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员一定受到了________射线的辐射．【解析】(1)核反响堆最外层是厚厚的水泥防护层，以防止射线外泄，所以平安壳应选用的材料是混凝土．(2)β射线可穿透几毫米厚的铝片，而γ射线可穿透几厘米厚的铅板．【答案】(1)混凝土(2)βγ射线具有一定的能量，对物体具有不同的穿透才能和电离才能，从而使物体或机体发生一些物理和化学变化.假如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分子构造，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷.学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多项选择)关于放射性同位素，以下说法正确的选项是()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，不能用人工方法制得D．放射性同位素可用于培育良种【解析】放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确；大局部放射性同位素都是人工转变后获得的，选项C错误；放射性同位素放出的射线照射种子，可使种子内的遗传物质发生变异，从而培育出良种，D正确．【答案】ABD2．(多项选择)关于放射性的应用与防护，以下说法正确的选项是()A．通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素B．在人工核反响过程中，质量守恒C．利用示踪原子可以研究生物大分子的构造D．人类一直生活在放射性的环境中【解析】通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素，A项正确；在人工核反响过程中，质量数守恒，B项错；利用示踪原子可以研究生物大分子的构造，C项正确；人类一直生活在放射性的环境中，地球上的每个角落都有射线，D项正确．【答案】ACD3．(多项选择)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．以下选项中，属于γ射线应用的是() 【导学号：64772045】A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进展自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期【解析】γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透才能很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，故A、D正确．【答案】AD4．以下哪些应用是把放射性同位素不是作为示踪原子的()A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给疑心患有甲状腺病的病人注射碘131，以判断甲状腺的器质性和功能性疾病【解析】利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透才能强的特点，医学上利用“放疗〞治疗恶性肿瘤，利用的是射线照射，而不是作为示踪原子．【答案】 C5．(多项选择)防止放射性污染的防护措施有()A．将废弃的放射性物质进展深埋B．将废弃的放射性物质倒在下水道里C．接触放射性物质的人员穿上铅防护服D．严格和准确控制放射性物质的放射剂量【解析】因为放射性物质残存的时间太长，具有辐射性，故应将其深埋，A对、B错；铅具有一定的防止放射性的才能，接触放射性物质的人员穿上铅防护服，并要控制一定的放射剂量．故C、D对．【答案】ACD6．(多项选择)关于放射性同位素的应用，以下说法中正确的选项是() A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而到达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，也能进展人体透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果也不一定是更优良的品种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伤害【解析】利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导出，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进展人体透视，用于人体透视的是X射线，故B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过挑选才能培育出优秀品种，C正确；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确．【答案】CD7．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀，可利用的元素是________．【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，那么要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不适宜；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较适宜．【答案】锶908．如图3-3-2所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．图3-3-2(1)请简述自动控制的原理；(2)假如工厂消费的是厚度为2 mm的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用？为什么？【解析】(1)放射线具有穿透本领，假如向前挪动的铝板的厚度有变化，那么探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，将这种变化转变为电信号输入到相应的装置，使之自动地控制图中右侧的两个轮间的间隔，到达自动控制铝板厚度的目的．(2)β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，穿不过2毫米的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板，2毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度几乎不发生变化；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米厚的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反响．【答案】见解析[才能提升]9．我国科学家首次用人工方法合成的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() 【导学号：64772104】A．光谱分析B．同位素示踪原子C．微电子技术D．纳米技术【解析】人工合成的牛胰岛素中掺入14 6C作为示踪原子，跟天然牛胰岛素混合，屡次重新结晶，结果14 6C均匀分布，证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一物质，应选B.【答案】 B10．(多项选择)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才能，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．以下结论正确的选项是() A．铀238的衰变方程式为：238 92U→234 90Th＋42HeB.235 92U和238 92U互为同位素C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D．癌症病人可以生活在遭受贫铀炸弹破坏的环境里，以到达放射性治疗的效果【解析】铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A正确．铀238和铀235质子数一样，故互为同位素，B正确．核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C正确．医学上利用放射线治疗癌症是有放射位置和放射剂量限制的，不能直接生活在被贫铀炸弹破坏的环境里，D错．【答案】ABC11．如图3-3-3甲是α、β、γ三种射线穿透才能的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了________射线．图3-3-3【解析】由题图甲可知，γ射线的穿透性最强，且能穿透钢板，其他两种射线不能穿透钢板．【答案】γ12．一个静止在匀强磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成一个新原子核．(1)写出核反响方程；(2)求正电子和新核做圆周运动的半径之比．【解析】(1)3015P→3014Si＋ 0＋1e.(2)由洛伦兹力提供向心力，即q v B＝m v2r，所以做匀速圆周运动的半径为r＝m vqB.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 er Si ＝q Siq e＝141.【答案】(1)略(2)141第 11 页。
放射性的应用与防护
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
放射性污染和防护
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
放射性的应用与防护
1、什么是放射性同位素？（约里奥居里夫妇）
应用方向：利用射线、作ຫໍສະໝຸດ 示踪原子特点：半衰期一般较短，容易处理废料 2、利用射线：γ射线探伤仪 ； 射线消除静电；
对生物体的作用。
利用射线——γ射线探伤仪
利用射线——利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
利用射线——食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）
作为示踪原子
3、放射性污染和防护
对环境和生物体产生严重危害
8吨强辐射物泄漏 切尔诺贝利仍在哭泣 1、污染区域超过20万平方公里
切尔诺贝利核泄漏是世界上最严重的核事故， 2成为人类利用核能史上的一大悲剧。欧洲受到 、受害者约700万人 核污染的区域超过了 20万平方公里，其中最严 除了自然环境的破坏，还有约 700万人直接或间接地成为事 故受害者。由于受到核辐射，核电站周围地区癌症患者，尤其是儿 3重的是白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯。部分东欧 、消除影响需100多年 童甲状腺癌以及血癌患者急剧增多。联合国的一份声明称，自从事 这次事故对于切尔诺贝利核电站附近居民的10 国家和北欧国家也受到一定程度的核污染。大 故发生后，白俄罗斯一些地区儿童甲状腺癌症患者的数量增加了 灾难性影响无疑是久远的。据专家预测，事故的 量的放射性物质严重污染了空气、土壤和河流， 倍以上。乌克兰官方的统计数字显示，该国事故死亡人数超过了 4400 人。截止到今年早些时候，共有 230万人因为受到核辐射而住 后果要经过 100多年才能完全消除。 破坏了自然环境和生态系统，直接导致 27万人 院接受治疗，其中包括45.2万名儿童。而在俄罗斯，当年参加抢险 背井离乡，迁往其他安全地区。而欧洲部分最 工作的许多人员相继死亡，还有不少人留下了终生残疾和精神疾病。 肥沃的耕地也因受到污染而成了废地。
学案13--19.4放射性的应用与防护
选修3-5第十九章原子核第四节放射性的应用与防护导学案
【教学目标】
1．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。
2．知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程。
3．了解放射性在生产和科学领域的应用。
4．知道射线的危害及防护。
【教学重点】
知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程
【教学难点】
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
5．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
（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
7．1930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vH＝3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN＝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mH，氮核质量为氢核质量的14倍。
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
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
高中物理课件：放射性的应用与防护
新课标 ·物理 选修3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
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．
教 学 方 案 设 计
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 优点：G－M 计数器非常 灵敏 ，使用方便．
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
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教 学 教 法 分 析
(2)探测仪器 ①威耳逊云室： a.原理：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．
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
b.
直而粗
当 堂 双 基 达 标
弯曲
课 前 自 主 导 学 菜 单 课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析
【审题指导】 解答本题时应注意以下两点： (1)根据 α 射线、β 射线的穿透能力确定射线的种类． (2)由半衰期的定义求出该元素的半衰期．
【解析】 因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
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
教科版选修3《放射性的应用、危害与防护》教案及教学反思
教科版选修3《放射性的应用、危害与防护》教案及教学反思1. 教学目标1.了解放射性的应用和危害，并掌握相关的防护措施；2.掌握放射性元素的放射性本质、种类、辐射方式和辐射损伤的特点；3.能够运用所学知识，正确评估放射性环境的安全性。
2. 教学内容和方法2.1 教学内容1.放射性的概念和本质；2.放射性元素的种类和特点；3.放射性的辐射方式和辐射损伤；4.放射性的应用和危害；5.放射性环境的安全性评估及相关防护措施。
2.2 教学方法1.讲授法：通过讲解，向学生介绍放射性的相关知识；2.实验法：通过实验，让学生直观体验和了解放射性元素的放射方式和辐射损伤；3.讨论法：通过讨论，促进学生思考和交流；4.观摩法：通过观摩相关视频和图片，增加学生的兴趣和参与度。
3. 课程设计3.1 教学准备1.确保实验器材及设备的齐备性；2.提前准备好相关的教材、课件和视频资源；3.确保教室环境整洁、安全。
3.2 教学过程第一节放射性的概念和本质1.概念解释：阅读课本有关放射性的知识，引导学生掌握放射性的概念和本质，并结合实际生活中的案例进行讨论。
第二节放射性元素的种类和特点1.展示实验：通过展示实验，让学生直观体验和了解放射性元素的分类和特点。
第三节放射性的辐射方式和辐射损伤1.实验操作：通过实验操作，让学生探究放射性元素的辐射方式和辐射损伤。
第四节放射性的应用和危害1.组织讨论：组织学生进行小组讨论，探究放射性的应用和危害，并展开展示。
第五节放射性环境的安全性评估及相关防护措施1.案例分析：结合生活中的案例，引导学生了解放射性环境的安全性评估和防护措施，并提高学生的安全意识。
3.3 教学评价1.实验报告：要求学生完成实验报告，对实验过程和结果进行总结和反思，评价其实验操作和数据处理的准确性；2.课堂讨论：对学生的课堂讨论进行评价，评估其思考能力和表达能力；3.学习笔记：要求学生认真记录学习笔记，评价其学习态度和出勤情况。
第十九章第四节放射性的应用与防护
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基础知识梳理
核心要点突破
第 十 九 章 原 子 核
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 压强 沸点．当气泡室内的_____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 导电圆筒 金属丝 有一根接电源正极的_______，里面充入惰性气体 酒精或溴 以及少量_________蒸气．
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课堂互动讲练
随堂达标自测
课时活页训练
基础知识梳理
核心要点突破
第 十 九 章 原 子 核
【解析】 根据质量数守恒和电荷数守恒，确定新生核 的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．如下： (1)9Be＋1H→9B＋1n. 4 1 5 0 (2)①204Hg＋1n→202Pt＋3He； 80 0 78 2 ②204Hg＋1n→202Pt＋21H＋1n. 80 0 78 1 0 (3)202Pt→202Au＋ －01e， 202Au→ 202Hg＋－01e. 78 79 79 80
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第 十 九 章 原 子 核
3．盖革－米勒计数器只能计数：这种探测器使用起 来方便，根据各种射线的穿透本领，它不能探测α粒 子，因为α粒子连一层白纸都不能穿透，只能探测β 射线和γ射线．由于射线进入后形成一次一次的电离 ，在外电路中就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，即可计数，盖革－米勒计 数器只能计数，不能区分射线的种类． 二、对核反应的认识及几个常见的核反应方程 1．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．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．时活页训练
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
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。
④用射线照射植物，引起植物的变异，也可以 利用它杀菌、治病等。
(2)做示踪原子
把放射性同位素原子通过物理或化学反应的方 式掺到其他物质中，然后用探测仪进行追踪， 这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位 素原子就是示踪原子。例如：
①在农业生产中，探测农作物在不同的季节对 元素的需求。
②在工业上，检查输油管道上的漏油位置。
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： 174N＋42He―→187O＋11H (2)1932 年查德威克发现中子的核反应： 94Be＋42He―→162C＋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：2173Al＋42He―→3105P＋10n；3105P―→3104Si＋01e
3．放射性同位素的主要应用
(1)利用它的射线
①利用放出的γ射线检查金属部件是否存在砂 眼、裂痕等，即利用γ射线进行探伤。
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。
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
高中物理教学课例《放射性的应用与防护》课程思政核心素养教学设计及总结反思
学科
高中物理
教学课例名
《放射性的应用与防护》
称
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。 教材分析
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
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
甲状腺疾病的诊断
学生要说出如何将放射性物质作为示踪原子的原
理。
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。
点评：这部分内容同样通过学生的自主性学习获得
知识，同时也让学生知道核辐射并不可怕，只要控制好
量并注意防护，培养学生学科学，讲科学的意识。
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
课例研究综 的应用和防护。
述
本节的学习，首先锻炼学生自主复习掌握所学知
而在原子序数增加或者减少的过程中，必然伴随着
能量的吸收或者释放，在这一部分应该引导学生思考一 教学策略选
系列的连锁变化和因果逻辑关系，锻炼思考和推理能 择与设计
力。
之后给出现实生活中人工放射的应用于危害，以及
人类防治的例子，从而验证学生的想法，开阔学生的思
维和眼界。
（一）引入新课
回忆前面学习的衰变方程以及衰变过程中遵循的
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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§22.4 放射性的应用与防护
1．1965年我国科学家首次用人工方法合成的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 ．光谱分析
B ．同位素示踪原子
C ．微电子技术
D ．纳米技术
2．我们说氕、氘、氚是同位素，是因为它们
A ．具有相等的质子数
B ．具有相等的中子数
C ．具有相等的核子数
D ．在元素周期表中处于同一位置
3． P 30
15是磷的放射性同位素，它能进行β衰变，衰变中放出的正电子来自于
A ．原子的内层电子
B ．原子核内的电子
C ．原子核内的一个中子变成一个质子时所放出的电子
D ．原子核内的一个质子变成一个中子时所放出的电子
4．α粒子轰击硼生成氮13和x 粒子，氮13具有放射性，放出y 粒子并生成碳13，粒子x 和y 分别是
A ．质子和中子
B ．质子和电子
C ．中子和正电子
D ．电子和中子
5．碳核C 12
6和C 146，它们具有相同的＿＿＿＿数和不同的＿＿＿＿数，这样的原子互称为＿＿＿＿。
6．α粒子轰击Al 27
13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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
7．原子X 是原子P 的同位素，它们分别发生如下的衰变：Z Y X −→−−→−
βα，R Q P −→−−→−αβ，下列说法正确的是
A ．X 和P 的质量数相同
B ．Y 的质子数最少
C ．Q 的质子数最多
D ．Z 和R 是同位素。