探测射线的方法放射性的应用与防护PPT课件
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探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
14 7
N
4 2
He
17 8
O
1 1
H
人工转变——中子的发现
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”
9 4
Be
4 2
He
162
C
1 0
n
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。
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
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(proton)。质子的符号是 p
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
放射线测厚仪
C、放射性治疗：
用钴60发射的射线照射病变部位，可以杀死病变细胞。
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
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 存最好的马铃薯被γ射线照 射的剂量适中。
消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤
农作物检测 诊断器质性和功能性疾病 生物大分子结构及功能研究
探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
探测射线的方法 放射性的应用与防护
1234
1.探测射线的方法 (1)探测方法:
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,过饱和的
蒸气会产生雾滴,过热液体会产生气泡。
②射线能使照相乳胶感光。 ③射线能使荧光物质产生荧光。
(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
(1)卢瑟福发现质子:174N+24He O+11H。
(2)查德威克发现中子:49Be+24He C+10n。
(3)约里奥-居里夫妇发现人工放射性同位素:
4 2
He+1237
Al
P+10 n,
30
15 P
具有放射性,1350 P
Si+10 e。
探究一
探究二
探究三
3.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 不受物理和化学条件的影响。 (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。
1234
2.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 7
N+24He→
17 8
O+11
H。
(3)遵循规律:质量数守恒,电荷数守恒。
1234
探究一
探究二
1234
1.探测射线的方法 (1)探测方法:
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,过饱和的
蒸气会产生雾滴,过热液体会产生气泡。
②射线能使照相乳胶感光。 ③射线能使荧光物质产生荧光。
(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
(1)卢瑟福发现质子:174N+24He O+11H。
(2)查德威克发现中子:49Be+24He C+10n。
(3)约里奥-居里夫妇发现人工放射性同位素:
4 2
He+1237
Al
P+10 n,
30
15 P
具有放射性,1350 P
Si+10 e。
探究一
探究二
探究三
3.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 不受物理和化学条件的影响。 (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。
1234
2.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 7
N+24He→
17 8
O+11
H。
(3)遵循规律:质量数守恒,电荷数守恒。
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探究一
探究二
19-3探测射线的方法19-4放射性的应用与防护42张ppt
C．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见到 质子引起的闪烁
D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不 到α粒子引起的闪烁
【答案】D
【解析】实验目的是观察α粒子轰击氮核产 生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔 厚度，恰使α粒子不能透过，但质子仍能透 过，所以D选项正确。
*对应训练* 1．关于用威耳逊云室探测射线，下列说法
知识与技能 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。 过程与方法 1．观察探测射线实验仪器。 2．经历威耳逊云室、盖革计数器观察射线
的过程。 3．调查放射性同位素在生产生活中的应用。
情感、态度与价值观
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
A.147N＋24He―→178O＋10n B.2113Na＋42He―→2162Mg＋11H C.168O＋10n―→167F＋11H D.105B＋42He―→147N＋10n
()
【答案】B、C
【解析】由核反应过程中质量数和电荷数守 恒的规律可知，B、C正确。
放射线的危害
对于放射线的危害，人们既熟悉又陌生。在 常人的印象里，它是与威力无比的原子弹、 氢弹的爆炸联系在一起的，随着全世界和平 利用核能呼声的高涨，核武器的禁止使用， 核试验的大大减少，人们似乎已经远离放射 线危害。然而，近年来，随着放射性同位素 及射线装置在工农业、医疗、科研等各个领 域的广泛应用，放射线危害的可能性却在增 大。
D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不 到α粒子引起的闪烁
【答案】D
【解析】实验目的是观察α粒子轰击氮核产 生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔 厚度，恰使α粒子不能透过，但质子仍能透 过，所以D选项正确。
*对应训练* 1．关于用威耳逊云室探测射线，下列说法
知识与技能 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。 过程与方法 1．观察探测射线实验仪器。 2．经历威耳逊云室、盖革计数器观察射线
的过程。 3．调查放射性同位素在生产生活中的应用。
情感、态度与价值观
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
A.147N＋24He―→178O＋10n B.2113Na＋42He―→2162Mg＋11H C.168O＋10n―→167F＋11H D.105B＋42He―→147N＋10n
()
【答案】B、C
【解析】由核反应过程中质量数和电荷数守 恒的规律可知，B、C正确。
放射线的危害
对于放射线的危害，人们既熟悉又陌生。在 常人的印象里，它是与威力无比的原子弹、 氢弹的爆炸联系在一起的，随着全世界和平 利用核能呼声的高涨，核武器的禁止使用， 核试验的大大减少，人们似乎已经远离放射 线危害。然而，近年来，随着放射性同位素 及射线装置在工农业、医疗、科研等各个领 域的广泛应用，放射线危害的可能性却在增 大。
放射性的应用与防护 课件
4．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3105P。 ②发现磷同位素的方程： 42He＋2173Al―→3105P＋10n 。
(3)应用与防护： ①应用：应用它的 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 对水源 、空气、用具等 的污染。 [关键一点] 放射性物质的放射性是一把双刃剑，在应用 的同时，也要尽可能减少它的危害。
2．气泡室探测射线的特点 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。气泡室在观察 比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧， 可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得 多的机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况。
1．云室对三种射线的探测 α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并 且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径 迹直而粗。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，所以它在云室中的 径迹比较细，且常常发生弯曲。γ射线的电离本领更小，一 般看不到它的径迹。
1．人工转变核反应的条件 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．人工转变核反应的实质 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个发现 (1)卢瑟福发现质子：147N＋42He→187O＋11H (2)查德威克发现中子：94Be＋42He→126C＋10n (3)约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子： 2173Al＋42He→3105P＋10n 3105P→3104Si＋10e 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。
《探测射线的方法、 放射性的应用与防护》人教版高二物理选修3-5PPT课件
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。
四、核反应
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。新核的电量大质 量大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大， 电量小，故径迹细而长。
威耳逊
一、威耳逊云室
（1）α射线在云室中的径迹：直而粗
原因：α粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生 的粒子多
（2）ß射线在云室中的径迹：比较细，而且
常常弯曲
原因：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
（3） 粒子的电离本领很小，在云室中一 般看不到它的路径。
一、威耳逊云室
径
迹
（4）体积有限，而且甚为昂贵。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
3.教材中图19.3－3为粒子经 过气泡室时的径迹照片，人 们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电性质、 动量、能量等情况。
粒子径迹为螺旋，根据磁场方向和偏转方向确定粒子带电性质，半径逐渐减小， 故速度、动量、能量逐渐减小。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
1.原理： 气泡室里是液体，控制室内温度和压强，当气 泡室压强突然降低时，液体沸点降低液体过热， 在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。通过 照片，可以分析粒子的带电、动量、能量等情 况。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
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。
四、核反应
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。新核的电量大质 量大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大， 电量小，故径迹细而长。
威耳逊
一、威耳逊云室
（1）α射线在云室中的径迹：直而粗
原因：α粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生 的粒子多
（2）ß射线在云室中的径迹：比较细，而且
常常弯曲
原因：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
（3） 粒子的电离本领很小，在云室中一 般看不到它的路径。
一、威耳逊云室
径
迹
（4）体积有限，而且甚为昂贵。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
3.教材中图19.3－3为粒子经 过气泡室时的径迹照片，人 们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电性质、 动量、能量等情况。
粒子径迹为螺旋，根据磁场方向和偏转方向确定粒子带电性质，半径逐渐减小， 故速度、动量、能量逐渐减小。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
1.原理： 气泡室里是液体，控制室内温度和压强，当气 泡室压强突然降低时，液体沸点降低液体过热， 在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。通过 照片，可以分析粒子的带电、动量、能量等情 况。
二、气泡室——高能物理实验的最风行的探测设备
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。
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
[解析] (1)因放射性的电离作用，空气中与验电器所带电荷电 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 射线穿透本领最强，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．
直而粗
②
弯曲
(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． 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___，使用方便． ②缺点：只能用来_计__数___，不能区分_射__线__的__种__类___．
三、放射性同位素的应用与防护 1．应用射线：利用 γ 射线的_穿__透__本__领___可以测厚度等，还可以 用于放射治疗、照射种子培育优良品种等． 2．示踪原子：一种元素的各种同位素具有_相__同___的化学性质， 用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达 的位置． 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．
原子的人工核反应和人工转变 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． 3.规律 (1)质量数、电荷数守恒． (2)动量守恒．
4.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的核反应： 2173Al＋42He→3105P＋10n；1350P→1340Si＋01e. 5．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．
探测射线的方法放射性的应用与防护 课件
追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里去， 是怎样分布的了，我们把用作这种用途的放射性同位素叫 作示踪原子．
例如：利用示踪原子可以检查输油管道上的漏油位 置．在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要 的作用．在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位 素，这样可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥 料．
(4)盖革—米勒计数器：G—M计数器非常灵敏，用 它推测射线十分方便．但不同的射线产生的脉冲现象 ____相__同____ ， 因 此 只 能 用 来 计 数 ， 不 能 区 分 射 线 的 ___种__类___．
2．核反应． 原子核在其他粒子的轰击下生成_新__原__子__核_的过程， 人类第一次实现原子核的人工转变，是卢瑟福用 __α_粒__子___轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，该核 反 应 方 程 为 _147_N_＋__42_H_e_―__→__178_O_＋__11_H_ ， 这 也 使 人 们 发 现 了 ___质__子___．
4．盖革—米勒计数器． (1)构造． 计数器的主要部分是计数管，其结构如下图所示．它是一 支玻璃管，里面有一个铜圆筒(或在管壁上涂有一层导电薄膜)， 这是阴极，穿过圆筒轴心的钨丝是阳极．管内充有低压的惰性 气体，工作时在两极间加上的电压通常略低于管内气体的电离 电压．
(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．
2．仪器． 威尔逊云室． (1)构造． 云室的主要结构如下图所示．圆筒形容器的下底是一个可在小范 围活动的活塞；上盖是透明的，通过它可观察云室内发生的现象或进 行照相．放射源可放在室内侧壁附近，也可放在室外侧壁的窗口．
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件 (2)
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。Βιβλιοθήκη 人工放射性同位素的应用与防护
[释疑难·对点练]
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；
(2)α 射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为 1 mm 的 铝板，因而探测器不能探到；γ 射线穿透本领最强，穿透 1 mm 厚的铝板和几毫米厚铝板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，穿透铝板后 β 射线中的 电子数目不同，探测器容易分辨。
[答案] (1)B (2)β
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)如图是工厂利用放射线自动控制 铝板厚度的装置示意图，若工厂生产的是 厚度为 1 mm 的铝板，在 α、β、γ 三种射 线中，你认为对铝板的厚度起控制作用的是________射线。
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
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)5266Fe＋21H→5277Co＋________ 答案 见解析
3.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.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：
4.人工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 出新品种.利用 3105P 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.
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_1_58_O_→__1_57N__＋__＋_01_e_. ②__＋_01e_＋__＋_01_e_→__2_γ__. 解析 由题意得158O→157N＋＋01e，＋01e＋－01e→2γ.
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。
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件 (2)
原子核的人工转变和核反应方程
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个典型核反应 (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：1237Al＋42He→3105P＋10n；3105P→1340Si＋01e。
(1)94Be＋11H→95B＋10n。 (2)①28004Hg＋10n→27082Pt＋32He。 ②20840Hg＋10n→20728Pt＋211H＋10n。 (3)20728Pt→20729Au＋－01e，20729Au→20820Hg＋－01e。 [答案] 见解析
放射性同位素的应用
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，凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素。
探测射线的方法和仪器
[典例] (多选)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
高三物理探测射线的方法放射性的应用与防护ppt课件
ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常 常弯曲 原因：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
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 中 带 电 粒 子 的 径 迹
气
气泡室的优点：
泡
它的空间和时间分
室 中
30 15
P
，它是通过核反应生成的
人工放射性同位素。
.
14
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
.
15
三、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． 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
（2）作为示踪原子 四、放射性污染和防护：
.
29
例2：
23920Th (钍)经过一系列α和β衰变,
成为 28028Pb (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
.
30
Hale Waihona Puke 例3：下列四个方程中，x1 x2 x3 和 x4各代表某种粒子。
(1)
U 235
92
01n
3985Sr15348Xe 3x1
(2) 12H x2 23He01n
(3)
U 238
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 中 带 电 粒 子 的 径 迹
气
气泡室的优点：
泡
它的空间和时间分
室 中
30 15
P
，它是通过核反应生成的
人工放射性同位素。
.
14
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
.
15
三、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． 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
（2）作为示踪原子 四、放射性污染和防护：
.
29
例2：
23920Th (钍)经过一系列α和β衰变,
成为 28028Pb (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
.
30
Hale Waihona Puke 例3：下列四个方程中，x1 x2 x3 和 x4各代表某种粒子。
(1)
U 235
92
01n
3985Sr15348Xe 3x1
(2) 12H x2 23He01n
(3)
U 238
探测射线的方法放射性的应用与防护ppt课件
12
3.放射性同位素的应用: (1)利用射线测 _厚__度__、放射治疗、_培__育__新__品__种__、延长保质 期等。 (2)作为示踪原子:利用同一种元素的化学性质与其放射性同位 素的化学性质_完__全__相__同__,可以用放射性同位素代替_非__放__射__性__ _的__同__位__素__制成各种化合物,这种化合物的化学性质不会发生变 化,但它却带有“放射性标记”,用放射性探测仪就可以探测出 来,有这种用途的_放__射__性__同__位__素__叫做“示踪原子”。
9
③优缺点。 优点:G -M计数器非常_灵__敏_,使用方便。 缺点:只能用来_计__数__,不能区分_射__线__的种类。如果同时有_大__量__ 粒子,或两个粒子射来的时间:间隔小于_2_0_0_μ s,盖革—米勒计 数器也不能区分它们。
10
二、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_新__原__子__核__的过程, 称为_核__反__应__。 (2)特点:在核反应中,_质__量__数__守恒、_电__荷__数__守恒。 (3)人工转变核反应方程:_17_4_N__24_H__e___187_O___11 _H______; _94 B__e__42_H_e___16_2 _C__10_n________。
15
提示:(1)√。射线是看不见的,所以要通过射线粒子和其他物质 的作用来间接地观察。 (2)√。威耳逊云室是通过带电粒子对酒精蒸气的电离进而凝集 成雾滴来实现射线径迹的呈现的。 (3)×。气泡室内的液体的温度和压强要略低于沸点。 (4)×。盖革—米勒计数器灵敏但不能区分射线的种类。
16
2.想一想: (1)云室和气泡室是应用射线的穿透能力还是电离能力研究射 线的径迹? 提示:研究过程需要显示粒子(射线)的轨迹,所以利用的不是射 线的穿透能力,而是应用射线的电离能力。 (2)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。
3.放射性同位素的应用: (1)利用射线测 _厚__度__、放射治疗、_培__育__新__品__种__、延长保质 期等。 (2)作为示踪原子:利用同一种元素的化学性质与其放射性同位 素的化学性质_完__全__相__同__,可以用放射性同位素代替_非__放__射__性__ _的__同__位__素__制成各种化合物,这种化合物的化学性质不会发生变 化,但它却带有“放射性标记”,用放射性探测仪就可以探测出 来,有这种用途的_放__射__性__同__位__素__叫做“示踪原子”。
9
③优缺点。 优点:G -M计数器非常_灵__敏_,使用方便。 缺点:只能用来_计__数__,不能区分_射__线__的种类。如果同时有_大__量__ 粒子,或两个粒子射来的时间:间隔小于_2_0_0_μ s,盖革—米勒计 数器也不能区分它们。
10
二、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_新__原__子__核__的过程, 称为_核__反__应__。 (2)特点:在核反应中,_质__量__数__守恒、_电__荷__数__守恒。 (3)人工转变核反应方程:_17_4_N__24_H__e___187_O___11 _H______; _94 B__e__42_H_e___16_2 _C__10_n________。
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提示:(1)√。射线是看不见的,所以要通过射线粒子和其他物质 的作用来间接地观察。 (2)√。威耳逊云室是通过带电粒子对酒精蒸气的电离进而凝集 成雾滴来实现射线径迹的呈现的。 (3)×。气泡室内的液体的温度和压强要略低于沸点。 (4)×。盖革—米勒计数器灵敏但不能区分射线的种类。
16
2.想一想: (1)云室和气泡室是应用射线的穿透能力还是电离能力研究射 线的径迹? 提示:研究过程需要显示粒子(射线)的轨迹,所以利用的不是射 线的穿透能力,而是应用射线的电离能力。 (2)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。
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P
，它是通过核反应生成
的人工放射性同位素。天然放射性同位素不过
40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达
1000多种，每种元素都有了自己的放射性同位
素。
-
17
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
-
18
放射性同位素的应用
B.铅核比钍核少8个质子
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
-
2
在下列核反应方程中,X代表质子的 方程是（BC）
( )A
27 13
Al+
4 2
He3105
P
+
X
( )B
14 7
N+
4 2
He178
O
+
X
(C)21 H + n + X
(D)31 H + X24 He+10n
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。-
10
气泡室的优点：
气 它的空间和时间分
泡 辨率高；
室 中
工作循环周期短，
带 本底干净、径迹清
电 晰，可反复操作。
粒
子 但也有不足之处：
的 径
那就是扫描和测量
迹 时间还嫌太长；
体积有限，而且甚 为昂贵，
气泡室是由一密闭容器 组成，容器中盛有工作 液体
-
9
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。
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
19
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 马铃薯被γ射线照射的剂量适中。
-
20
“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
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
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
-
15
核反应
卢瑟福用α粒子轰击氮核，产生了氧的一种同位素和一 个质子，即：
174 N +4 2H e187 O +1 1H
这是人类第一次实现的原子核的人工转变。
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
16
人工放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过
α粒子轰击的铝箔中含有放射性的
30 15
P，即
2 17 3 A+l4 2H e3 10 5 P+0 1n
自然界没有天然的
30 15
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．
-
11
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
-
12
放射性的应用与防护
-
13
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
-
14
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。
（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．
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
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
理棉花杂交的后代育成的- ．
21
（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．
-
3
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。
实验时，加入少量酒精， 使酒精蒸汽达到过饱和 状态。
-
7
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
-
8
二、气泡室-----高能物理实验的最风行的探测设备
-
4
探测射线的方法
-
5
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
-
6
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
复习回顾:
名称 带电 电离 穿透 构成 速度 性 能力 能力
实质
正
强
He 弱 4
C/10
2
氦核流
负弱
e 强
0 接近C
1
电子流
中 最弱 极强 光子 C
光子流
-
1
例：
天然放射性元素
232 90
Th(钍)经过一系列α
衰变和β衰变之后变成
208 82
（Pb铅）．下列论
断中正确的是（BD）
A.铅核比钍核少24个中子