探测射线的方法
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()。
射线的特点及探测射线的方法
创新微课
利用射线电离出的离子、电子在阴极、阳极产生脉冲计数。
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射线的特点及探测射线的方法
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盖革— 米勒计数器工作原理：
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，1 又使气体分子电离。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，利用电子仪器就可以 把放电次数记录下来。
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射线的特点及探测 射线的方法
射线的特点及探测射线的方法
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一、射线的特点
1．使气体或液体电离， 2．使照相乳胶感光： 3．使荧光物质产生荧光： 形成雾滴或产生气泡：
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射线的特点及探测射线的方 法
二、探测射线的几种仪器
1．威尔逊云室：利用射线的电离本领
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射线的特点及探测射线的方 法
实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。
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照明光束
放射源
β
射
线
活塞
径
迹
1
α
观察径迹的长短和粗细，可
射
以知道粒子的性质；从粒子
线
径迹的弯曲方向可以知道粒
径
子带电的正负
迹
射线的特点及探测射线的方法
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最后观察到的结果
α射线在云室的径迹：直而粗。
原因： α粒子质量较大，在气体中飞行时不易改变方向；而且 沿途产生的离子多。
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气泡室的原理与云室类似，不同的是气泡室里装的是液体，如液 态氢。
控制气泡室里液体的温度、压强，使温度略低于液体沸点。 1
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、
宇宙射线探测
宇宙射线探测宇宙射线是指自宇宙中各种天体中传来的高能粒子和辐射，包括高能电子、质子、中子、光子等。
宇宙射线的研究对于揭示宇宙的起源、结构和演化具有重要意义。
因此，宇宙射线探测成为现代天文学领域中重要的研究方向之一。
一、宇宙射线的特点宇宙射线具有以下几个显著的特点：1. 高能粒子：宇宙射线中的粒子能量巨大，远远超过地球上产生的射线能量。
2. 来源广泛：宇宙射线来自各种天体，包括恒星、星系、星云、超新星等。
3. 不稳定性：宇宙射线强度随时间和空间位置的变化而变化，且存在季节性变化。
二、宇宙射线探测的方法1. 地面观测：地面观测是宇宙射线研究的最早方法之一，利用地面观测站点布设的探测器，可以记录宇宙射线的能量、强度、方向等参数。
其中，雨量室、闪烁体探测器等是常用的地面观测设备。
2. 高空探测：为了避免地球大气层对宇宙射线的吸收和散射影响，科学家们开展了很多高空探测实验。
例如，运载火箭、卫星等载体能够将探测器送入高空，更准确地监测宇宙射线。
3. 深空探测：随着航天技术的发展，人类开始直接在太空中开展宇宙射线探测。
例如，国际航天站上的宇航员可以利用射线探测仪器检测宇宙射线，并记录下相关数据。
三、宇宙射线探测的重要性1. 揭示宇宙演化：宇宙射线中所携带的信息可以帮助科学家们研究宇宙的起源、结构和演化，进一步了解宇宙是如何形成和发展的。
2. 探索黑洞与暗物质：宇宙射线可以帮助科学家们寻找黑洞和暗物质的存在。
通过分析宇宙射线的能量和轨迹，我们可以了解其究竟是否与黑洞和暗物质相关联。
3. 深入了解行星磁场：宇宙射线的研究也涉及到对行星磁场的了解。
射线与行星磁场的相互作用会产生一系列特殊现象，通过观测和分析这些现象，我们可以了解行星磁场的性质和特点。
四、宇宙射线探测的挑战与前景1. 仪器技术的挑战：宇宙射线探测需要先进的仪器技术支持，包括高精度的探测器、灵敏的测量仪器等。
科学家们需要不断改进和创新仪器技术，以提高宇宙射线探测的精度和可靠性。
探测射线的方法范文
探测射线的方法范文探测射线是一种重要的实验手段，用于研究射线的特性和性质。
射线是由带电粒子或电磁波产生的无形物质流动，它具有很高的能量和穿透能力，因此在科学和工程领域有广泛的应用。
本文将介绍常见的探测射线的方法。
探测射线的方法主要分为直接法和间接法两种。
直接法是通过直接观察射线的现象来探测射线，其中一种常用的方法是利用荧光屏探测射线。
当射线通过荧光屏时，会激发荧光屏上的荧光物质发出明亮的光线，通过观察这些荧光现象可以确定射线的存在和性质。
例如，利用荧光屏可以观察到阴极射线管中的电子射线，从而研究电子的特性。
此外，荧光屏也可以用于探测其他射线，如X射线和γ射线等。
另一种直接探测射线的方法是利用核乳胶来观察射线的轨迹。
核乳胶是由含有放射性同位素的乳胶制成的材料，当射线通过核乳胶时，会产生化学反应，从而留下可见的痕迹。
通过观察这些痕迹，可以研究射线的性质和轨迹。
核乳胶广泛应用于核物理实验和放射性测量中。
间接法是通过测量射线对其他物质的影响来探测射线，其中一种常用的方法是利用电离室来测量射线的电离效应。
电离室是一种特殊的仪器，它由一个空气封闭的金属容器和一个电离室电极组成。
当射线通过电离室时，会使气体分子电离产生带电粒子，这些带电粒子会在电场的作用下移动并产生电流。
通过测量电流的大小，可以确定射线的强度和能量等参数。
电离室广泛应用于放射性检测和剂量测量等领域。
除了电离室，探测射线的方法还包括利用半导体探测器、闪烁体探测器和胶片探测器等。
半导体探测器是利用半导体材料的电子和空穴对射线的敏感性来测量射线的仪器，它具有高分辨率和快速响应等优点，常用于高能物理实验和医学诊断中。
闪烁体探测器是利用一些物质在射线激发下产生可见光的特性来测量射线的仪器，它具有高灵敏度和可探测多种射线的特点，广泛应用于核物理和核医学等领域。
胶片探测器是利用射线对胶片的曝光效应来测量射线的仪器，它简单易用、成本低廉，但需要后期显影和测量等处理步骤。
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。
检测辐射的方法
检测辐射的方法
检测辐射的方法可以根据辐射类型的不同而有所不同。
以下是一些常用的辐射检测方法：
1. 个人剂量计（PD）：个人剂量计是一种佩戴在身上的仪器，用于测量个人接受的辐射剂量。
它通常用于核电厂工人和医疗保健专业人员等容易接触辐射的工作人员。
2. 环境放射性检测仪器：这些仪器可以用于测量环境中的辐射水平。
例如，Geiger-Muller计数器可以检测空气中的辐射粒子，闪烁计数器可以测量水或土壤样品中的辐射水平。
3. 核素探测器：核素探测器可以用于检测特定放射性核素的存在和浓度。
例如，用于医学诊断和治疗的放射性同位素可以通过核素探测器测量。
4. 核磁共振成像（MRI）：MRI是一种非侵入性的医学图像技术，它使用磁场和无害的无线电波来生成人体内部的图像。
与
X射线不同，MRI不涉及任何辐射。
5. 核辐射测量仪器：核辐射测量仪器可以用于测量不同类型的辐射，例如α粒子、β粒子和γ射线。
这些仪器包括GM计数器、闪烁探测器、天然放射性测量仪等。
需要注意的是，进行辐射检测应使用正确的仪器和方法，并遵循相关的安全操作和防护措施，以确保人员和环境的安全。
射线检测技术方法与介绍
电离室
分为脉冲电离室和电流电离室 脉冲电离室前者可记录单个辐射粒子的 电离辐射，主要用于重带电粒子的能量 和注量或注量率的测量。 电流电离室用来记录大量辐射产生的平 均效应，用于测量X射线，γ光子束，β射 线和中子束的注量、注量率和剂量。
2.1.5 平板探测器
碘化铯/非晶硅型(间接能量转换) 非晶硒型(直接能量转换) CCD型
盖革计数器。图中左下角的 黑色管是其探测器——盖革管
盖革计数器历史
1908年由德国物理学家汉斯· 盖革和著名的 英国物理学家卢瑟福在α粒子散射实验中， 为了探测α粒子而设计的。 1928年，盖革和学生米勒(Walther Müller) 进行了改进，使其可以用于探测所有的电 离辐射。 1947年，美国人Sidney H. Liebson在其博 士学位研究中又对盖革计数器做了进一步 改进，使得盖革管使用较低的工作电压， 并且显著延长了其使用寿命。
碘化铯/非晶硅型
优点： 转换效率高 动态范围广 空间分辨率高 在低分辨率区X线吸收率高(原因是其原 子序数高于非晶硒) 环境适应性强
非晶硒型
结构 非晶硒层(amorphous Selemium，a-Se)加 rray ，TFT)构成
2.1 射线探测方法
主要内容
概述 2.1.1 感光胶片 2.1.2 闪烁体计数器 2.1.3 气体探测器--盖革计数器 2.1.4气体探测器--电离室 2.1.5 平板探测器 2.1.6 IP成像板 2.1.7 半导体探测器
概述
利用射线中的带电粒子或电磁波在物质中 所引起的原子或分子的激发或电离进行的 。 射线与物质作用的各种特性 胶片感光特性、使某些荧光物质发出荧光 的效应和使物质电离的效应等。
这些离子向周围区域自由扩散。扩散过程中，电 子和正离子可以复合重新形成中性分子。
探测放射性的方法和仪器
探测放射性的方法和仪器
探测放射性的方法和仪器有多种，以下是一些常见的方法和仪器：
1. 闪烁探测器：闪烁探测器使用闪烁晶体或闪烁液体来探测放射性。
当放射射线与闪烁材料相互作用时，会产生光或电荷。
该光或电荷可用于测量放射性活度。
2. GM计数器：GM计数器（盖革-穆勒计数器）是一种使用盖革-穆勒管的仪器，常用于测量放射性。
当放射粒子通过盖革-穆勒管时，会引发管中的电离效应，产生电流或电荷，从而测量放射性活度。
3. 电离室：电离室是一种使用电离效应来探测放射性的仪器。
当放射射线通过电离室时，会产生电离效应，导致电离室中的气体分子电离。
测量电离室中的电流或电荷量可以计算放射性活度。
4. 固态探测器：固态探测器使用固体半导体材料来探测放射性。
当放射射线与固态探测器相互作用时，会在材料中产生电离效应，导致电流变化。
通过测量电流变化可以计算放射性活度。
5. 闪烁体成像仪器：闪烁体成像仪器是一种通过测量闪烁材料的光信号来成像放射性分布的仪器。
常用于医学诊断和核工业等领域。
6. 相机与摄影片：放射性物质会产生比较强的射线，可以通过特殊的相机和摄
影片记录下这些射线的痕迹，从而进行放射性检测。
7. 核辐射剂量仪：核辐射剂量仪（也称为辐射剂量计）用于测量放射性辐射的剂量率或累积剂量。
它是一种便携式仪器，常用于事故现场、核电站、医院和研究实验室等环境中。
这些方法和仪器可以用于不同场合和目的，对于放射性的探测和监测起到了重要的作用。
X射线探测器和探测方法与流程
X射线探测器和探测方法与流程引言X射线探测器是一种广泛应用于医学、材料科学和安全检查等领域的仪器。
它能够通过探测和量化X射线的强度和能量分布来获取物体的内部信息。
本文将介绍X射线探测器的基本原理、常见的探测方法和流程。
X射线探测器基本原理X射线探测器的基本原理是基于X射线的吸收和放射特性。
当X射线通过物质时，会与物质内部的原子相互作用，产生散射和吸收现象。
X射线探测器利用这些现象来探测和分析物体的内部结构。
X射线探测器通常由以下几个组件组成：1.X射线源：产生X射线的装置，通常是通过高电压和电流来激发金属靶产生X射线。
2.准直器：用于控制X射线的传播方向，使其尽可能垂直地照射到待测物体上。
3.探测器：用于接收和测量通过物体后的X射线的能量和强度。
4.数据处理装置：用于处理和分析探测器接收到的信号，生成图像或其他相关结果。
常见的X射线探测方法根据探测器的工作原理和测量目的的不同，X射线探测器可以采用多种方法来进行探测和分析。
下面介绍几种常见的探测方法。
1. 透射法透射法是一种常见的X射线探测方法，它通过测量透过物体的X射线的强度来间接获得物体的内部结构信息。
透射法适用于无损检测、医学影像等领域，在安全检查和医学诊断中得到广泛应用。
透射法的基本原理是测量透射X射线的衰减，绘制出衰减曲线，从而揭示物体的组织结构和密度差异。
2. 荧光法荧光法是利用被物体击中的X射线激发物质产生的荧光现象来进行探测和分析的方法。
当物体受到X射线照射后，物体中的特定元素会因为电离和激发而发出特定能量的X射线荧光。
荧光法通常用于物质成分分析和微量元素检测，例如岩石矿物学、环境科学、艺术品鉴定等领域。
3. 衍射法衍射法是通过测量物体散射X射线的方向和强度来得到物体结构的方法。
当X射线通过物体时，会因为与物体内部的晶体或有序结构相互作用而发生衍射现象。
衍射法通常应用于材料结构分析、晶体学研究等领域，能够提供物体的微观结构信息。
X射线探测流程X射线探测通常包括以下几个步骤：1. 准备工作在开始进行X射线探测之前，需要准备好以下工作：•确定测量目的和需求。
通过核辐射探测器测量射线的方法与技术
通过核辐射探测器测量射线的方法与技术核辐射的探测与测量一直是放射性技术领域的重要课题。
随着科技的进步和应用的不断拓展，核辐射探测器的方法与技术也得到了显著的发展。
本文将探讨通过核辐射探测器测量射线的方法与技术，并探究其在各个领域中的应用。
首先，我们来了解一下核辐射的特点。
核辐射包括α粒子、β粒子和γ射线。
α粒子是由两个质子和两个中子组成的带正电的粒子，具有较大的电离能力，但穿透力较弱。
β粒子是电子或正电子，电离能力较弱，但穿透力较大。
而γ射线是高能量的电磁波，既具有很强的穿透力，又具有较强的电离能力。
在核辐射探测与测量中，最常见的是使用闪烁体探测器。
闪烁体探测器是通过核辐射激发晶体中的原子或分子，使其从基态跃迁到激发态，然后再从激发态返回基态时释放出光子。
这些光子可以被光电倍增管或光电二极管接收到，产生电信号。
通过测量这个电信号的强弱，就可以确定核辐射的能量和强度。
除了闪烁体探测器，核辐射探测与测量还常用的方法有电离室探测器、半导体探测器和飞行时间质谱仪等。
电离室探测器利用核辐射的电离作用，测量电离室中的电离电子数目来确定核辐射的强度。
半导体探测器是利用半导体材料对辐射的响应来测量核辐射的能量和强度。
飞行时间质谱仪则利用粒子在电场或磁场中的运动时间与质量之间的关系来测定粒子的质量和能量。
除了以上几种常见的探测器，还有一些新型的探测器也得到了广泛的应用。
例如，微纳结构材料的发展使得微辐射计成为可能，可以实现对微弱辐射的测量。
同步辐射光源的产生，使得X射线的探测与测量成为可能，应用于医学、材料科学等领域。
此外，还有基于光电效应、甚至是基于超导量子干涉原理的新型探测器正在不断探索和发展中。
核辐射探测器的方法与技术在很多领域中得到了广泛的应用。
首先是医学方面，核医学技术利用核辐射探测器可以进行正电子发射计算机断层成像（PET-CT），以帮助医生诊断疾病。
其次，在环境监测中，核辐射探测器可以用于监测环境中的放射性物质浓度，及时发现和处理污染事件。
探测射线的方法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1. Geiger-Muller计数管：这是一种最常用的射线探测器。
它包含一个充满气体的金属管，当射线通过管壁时，会产生电离气体，产生一个电流脉冲，可以通过计数脉冲来测量射线的强度。
2.闪烁体探测器：闪烁体探测器使用一种特殊的晶体（比如纳米晶体）作为探测器。
当射线通过晶体时，晶体会发出可见光或紫外光的闪烁现象。
探测器收集并测量这些光信号，然后转换为射线的能量测量。
3.电离室：电离室是一种广泛使用的辐射探测器，它包含一个气体室和测量电荷的电流计。
当射线通过气体室时，会产生电离，电离室收集并测量产生的电荷，然后转换为射线的能量测量。
4.闪烁闪光探测器：这种探测器是一种高灵敏度的射线探测器，它使用无机闪烁晶体来测量射线。
当射线通过闪烁晶体时，晶体会闪烁发光，光信号会被探测器测量并转换为射线的强度或能量。
放射性的应用：1.射线治疗和放射疗法：射线可以用于癌症治疗。
高能量射线可以杀死肿瘤细胞，减小肿瘤的大小和数量。
2.核医学：核医学使用放射性同位素来诊断和治疗疾病。
通过注射放射性同位素，可以在人体内追踪和观察一些器官或组织的功能。
3.无损检测：射线可以穿透物体，并检测内部的缺陷或异物。
这种无损检测广泛应用于工业领域，用于检查金属、管道、焊接等。
4.炭14同位素定年法：炭14同位素定年法是一种用于确定物质年龄的方法。
放射性同位素碳14的衰变速率已知，通过测量物质中碳14和稳定同位素碳12的比例，可以确定物质的年龄。
放射性防护：1.时间：尽量减少在辐射区域暴露的时间，可以减少辐射量的接触。
2.距离：远离辐射源，增加与辐射源的距离，可以显著减少辐射的接触。
3.屏蔽：使用适当的屏蔽材料来阻挡或减少射线的穿透。
比如使用厚实的混凝土墙壁、铅片等。
4.个人防护装备：穿戴适当的防护装备，如防护服、防护手套、防护面罩等，以减少辐射暴露。
5.监测：定期监测工作场所的辐射水平，确保辐射水平不超过安全标准，并及时采取必要的措施来减小辐射暴露。
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。
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
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，
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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，
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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。
27 13
Al
4 2
He
30 15
P
1 0
n
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
30 14
Si
0 1
e
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．
测设备
气泡室是由一密 闭容器组成，容 器中盛有工作液 体
二、气泡室
·气泡室利用了射线的电离本领。 粒子通过液体通过液体时在它周围就有气泡形成， 可分析粒子的动量、能量和带电情况。 ·带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了 洛伦兹力
三、盖革－米勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作研 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：
可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。面对55MeV与 10MeV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。
材料——中子的发现
1932年１月底，查得威克得到这一 论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他 认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反 能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师 卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中 子。他决定用云室的方法探测射线的速 度和质量。
9 4
Be
4 2
He
162
C
1 0
n
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
14 7
N
4 2
He
17 8
O
1 1
H
9 4
Be
4 2
ห้องสมุดไป่ตู้He
162
C
1 0
n
二、人工放射性同位素及其应用
窗
阴
阳
口
极
极
粒 子
接 放 大
器
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。
实验现象：
α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 γ射线一般看不到。电离本领很小
二、气泡室 -----高能物理实验的最风行的探
他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ
射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒
子的质量与质子质量差不多。他还确定这不带电的粒子不
可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒
子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证
实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为
“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。
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
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N
4 2
He
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O
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H
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。
4 放射性的应用与防护
材料——质子的发现
卢瑟福在实验中发现，往放有α粒子源的容器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。
材料——中子的发现
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（铍辐射）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．
1、放射性同位素
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
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：
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
观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室中的
径迹：
射线径迹
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．
材料——中子的发现
1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击 元素 铍核，发现铍核没射出质子，而放出了一种新的 射线（铍辐射）．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．