人教版高中物理选修3-5课件第十九章第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护.pptx

析粒子的带电、ห้องสมุดไป่ตู้量、能量等情况
解析：盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的 种类，因为不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲 现象相同，故选B。 答案：B
3．铝箔被 α 粒子轰击后发生了以下核反应：2173Al＋42He―→X
＋10n。下列判断正确的是 A.10n 是质子
()
B.10n 是中子 C．X 是2184Si 的同位素
荧光
2．探测射线的装置 (1)威耳逊云室： ①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子， 酒精蒸电气离就会过以饱这和些离子为核心凝结成雾滴，于是显示 出射线的径迹。 ②粒子的径迹
α粒子
β粒子
γ粒子
径迹 而直 粗 比较，细且常常 弯曲 一般看不到
(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，液例体如。 液态氢 粒子通过液体时过，热在它的周围产生而形成粒子气的泡径迹。
[名师点睛] 因为人造放射性同位素与天然放射性物 质相比有许多优点。因此，凡是用到射线时，用的都是人 造放射性同位素。
3．正电子发射计算机断层显像(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像。 根据PET原理，回答下列问题：
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)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式。 (2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是( ) A．利用它的射线 B．作为示踪原子 C．参与人体的代谢过程 D．有氧呼吸
2．放射性的应用 (1)放射出射线的应用： 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。 ③利用γ射线对生物组织的物理、化学效应使种子发生变 异，培育优良品种。 ④利用放射性产生的能量轰击原子核，实现原子核的人工 转变。 ⑤在医疗上，常用以控制病变组织的扩大。
解析：20 min 后血液的放射性强度应与标准样品的放射性强 度相等，根据它是 2 cm3 血液样品的放射性强度 5 s－1 的倍数， 可以求出血液的总体积。
由于标准样品与输入体内的3125P 的总量是相等的，设病人血液 总体积为 V cm3，因此有V2×5＝10 800，得 V＝4 320 cm3。 答案：4 320 cm3
写核反应方程时，要熟记电子、中子、质子、α粒子等基 本粒子的电荷数和质量数，根据已知粒子的电荷数和质 量数，利用电荷数守恒和质量数守恒确定未知粒子的电 荷数和质量数，然后确定粒子的种类。
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种类多。天然放射性同位素只有40多种，而人工放射 性同位素有1 000多种。 ②放射强度容易控制。 ③可制成各种所需的形状。 ④半衰期短，废料易处理。因而放射性同位素的应用， 一般都用人工放射性同位素。
[答案] AB
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。
[解析] 云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电 离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路 线排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的电离 本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短， 即B正确；由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看 不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C错误；把云 室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带 电荷的正、负，所以D选项错误。
D．X 是3115P 的同位素 解析：01n 是中子，11H 才是质子，A 错，B 对；由质量数守
恒和电荷数守恒得 X 的质量数为 30，核电荷数为 15，即
是3115P 的同位素3105P，C 错，D 对。 答案：BD
4．放射性同位素的应用主要有两方面，下列实际应用中利
用其射线的有
()
A．进行金属探伤
4．知道核反应及其遵从的规律，会正 确书写核反应方程。
[读教材·填要点] 1．探测射线的方法 探测放射线的方法主要是利用放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，这些现象主要是： (1)使气体电离，放射线中的粒子可使过饱和蒸气产生 或使过热液体产生； 雾滴(2)放射线中的粒子会气使泡照相乳胶； (3)放射线中的粒子会使荧光物质产感生光。
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)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。
[名师点睛] (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)核反应方程的书写应以实验事实为基础，不能凭空 臆造。
2．用中子轰击Cu核时，产生镍的放射性同位素，其 质量数为65，写出人工制造镍的核反应方程，所产生的放 射性镍要发生β衰变，写出镍发生β衰变的核衰变方程。
3．盖革—米勒计数器只能计数 这种探测器使用起来方便，根据各种射线的电离本领，它不 能探测γ粒子，因为γ子不带电，几乎无电离能力，不能使计 数器产生放电脉冲，只能探测β射线和α射线。由于射线进入 后形成一次次的电离，在外电路中就产生了一次次的脉冲放 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。
行时不易改变方向，且径迹直而粗，故只有D正确。
答案：D
2．下列说法中错误的是
()
A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使
气体电离的性质
B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种
类
C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的
是β粒子的径迹
D．根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况，可以分
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。
(2)作示踪原子： ①在工业上，可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况。 ②在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥 料和合适的施肥时间。 ③在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤的部位和范围。 ④在生物科学研究方面，放射性同位素示踪法在生物化学和分子 生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘 密，阐明生命活动的物质基础，起了极其重要的作用，使生物化 学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平。
[名师点睛] 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线 的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射 线的种类。
1．关于威耳逊云室探测射线，下列叙述正确的是( ) A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示 出射线运动的径迹 B．威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线 C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线 D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法 由径迹判断射线所带电荷的正负 [思路点拨] 由三种射线在云室中的径迹特点进行分析。
(3)盖革——米勒计数器。 ① 优点：G—M计数器非常，使用方便。 ②缺点：只能用来，不能区分。 灵敏
[关键一点] 因不同计的数射线在盖革—射米线勒的计种数类器中产生 的脉冲现象相同，故它只能用于计数，不能区分射线种类。
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。 (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： 147N＋42He―→187O＋11H 。 (3)遵循规律： 质量数 守恒， 电荷数 守恒。
[试身手·夯基础]
1．在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列
说法中正确的是
()
A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹
B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长
C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹
D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗
解析：在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，
电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因质量较大，飞
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第第 十 3、 九4 章节
新知预 习·巧设计
名师课 堂·一点通
创新演 练·大冲关
要点一 要点二三
随堂检测 归纳小结 课下作业 综合提升
1．了解探测射线的几种方法，熟悉探 测射线的几种仪器。
2．知道什么是放射性同位素和人工放 射性同位素。
3．了解放射性在生产和科学领域的应 用。
[审题指导] 根据题目中发生的核反应过程，由已知 的原子核、粒子，根据电荷数、质量数守恒的原则写出核 反应方程式。
[解析] 中子轰击铜核的核反应方程为 10n＋6259Cu→6258Ni＋AZX， 则 1＋65＝65＋A， 0＋29＝28＋Z， 得 A＝1，Z＝1，则 X 为11H。 上述方程为10n＋6259Cu→6258Ni＋11H。 同样办法可得镍发生 β 衰变的核衰变方程： 6258Ni→6259Cu＋0－1e。 [答案] 10n＋6259Cu→6258Ni＋11H 6258Ni→6259Cu＋－0 1e
B．检查输油管是否漏油
C．消毒灭菌
D．证明人工合成的牛胰岛素和天然牛胰岛素是同一物质
解析：利用射线可以给金属探伤，也可以消毒灭菌，A、
C选项正确，而B、D选项是作为示踪原子来应用的，因
此B、D选项都不正确。
答案：AC
5．为了临床测定病人血液的体积，可根据磷酸盐在血液中将 被红血球所吸收这一事实，向病人体内输入适量含有3125P 做 示踪原子的血液。先将含有3125P 的血液 4 cm3 分为两等份， 其中一份留作标准样品，20 min 后测量出其放射性强度为 10 800 s－1；另一份则通过静脉注射进入病人体内，经 20 min 后，放射性血液分布于全身，再从病人体内抽出血液 样品 2 cm3，测出其放射性强度为 5 s－1，则病人的血液体 积为多少？