安庆教育网
衰变和人工转变的区别-如何确定粒子的种类-放射性污染的防治措施有哪些详细信息
宜城教育资源网www.ychedu.com

4 放射性的应用与防护

如何确定粒子的种类 

教材解析 日积月累 滴水穿石


知识全解·吃透教材
知识点1 核反应
(1)原子核的人工转变.
是指为了了解原子核的组成,人们有目的的用高速粒子去轰击某些元素的原子核,通过对核反应过程及其产生的新粒子的研究,了解原子核的内部结构和粒子的本质及特点.
(2)α粒子轰击氮原子核的实验.
1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验,第一次实现了原子核的人工转变,有了很重要的发现.
宜城教育资源网http://www.ychedu.com
实验装置如图1所示(用投影幻灯打出装置的示意图),容器C中放有放射性物质A,从A射出的α粒子射到铝箔F上,适当选取铝箔的厚度,使α粒子恰好被它完全吸收而不能透过,在F后面放一荧光屏S,用显微镜M观察荧光屏.
实验现象:当在荧光屏上恰好观察不到闪光后,通过阀门T往容器C里通入氮气,此时卢瑟福从荧光屏S上又观察到了闪光.
实验结论:实验表明,闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的.
(3) 核反应:原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。
用高能粒子轰击靶核,产生另一种新核的反应过程,其核反应方程的一般形式为:宜城教育资源网http://www.ychedu.com宜城教育资源网http://www.ychedu.com宜城教育资源网http://www.ychedu.com
式中宜城教育资源网http://www.ychedu.com是靶核的符号,宜城教育资源网http://www.ychedu.com为入射粒子的符号,宜城教育资源网http://www.ychedu.com是新生核符号,宜城教育资源网http://www.ychedu.com是放射出的粒子的符号。
① 卢瑟福发现质子的核反应方程为:宜城教育资源网http://www.ychedu.com
② 查德威克发现中子的核反应方程为:宜城教育资源网http://www.ychedu.com
【例1】平衡下列核反应方程式:
(1) 宜城教育资源网http://www.ychedu.comB+α→宜城教育资源网http://www.ychedu.comN+n x= ,y= (2)宜城教育资源网http://www.ychedu.comLi+p→α+ ·
解析:关键抓住核反应过程中,电荷数与质量数的守恒.
(1)宜城教育资源网http://www.ychedu.comB+宜城教育资源网http://www.ychedu.comHe→宜城教育资源网http://www.ychedu.comN+宜城教育资源网http://www.ychedu.comn
∵4+y=13+1,宜城教育资源网http://www.ychedu.com+2=7+0;∴y=10,宜城教育资源网http://www.ychedu.com=5
(2)宜城教育资源网http://www.ychedu.comLi+宜城教育资源网http://www.ychedu.comH→宜城教育资源网http://www.ychedu.comHe+宜城教育资源网http://www.ychedu.comX
∵7+1=4+宜城教育资源网http://www.ychedu.com′,3+1=2+宜城教育资源网http://www.ychedu.com′;∴宜城教育资源网http://www.ychedu.com′=4;宜城教育资源网http://www.ychedu.com′=2;∴X为宜城教育资源网http://www.ychedu.comHe或α粒子.
答案:(1)5,10;(2)宜城教育资源网http://www.ychedu.comHe或α
宜城教育资源网http://www.ychedu.com1.核反应中质量数与电荷数守恒2.核反应是原子核的变化,化学反应是核外电子的变化。

揭示规律·小试身手
宜城教育资源网http://www.ychedu.com天然放射现象是原子核自发地放出某种粒子而转变为另一种原子核的过程.人工转变是用人工方法,即用一种粒子轰击原子核,使原子核转变为另一种原子核的过程.两种转变的核反应方程的形式也不同:天然放射现象的核反应方程的左边只有衰变前的原子核,人工转变的核反应方程的左边既有轰击的粒子,又有被轰击而待转变的原子核.所以,只要分析核反应方程的左边就能分清是哪一种转变.衰变和人工转变都遵守电荷数守恒和质量数守恒这两个规律.但电荷数守恒决不是说质子数守恒.
宜城教育资源网http://www.ychedu.com
1.1、α粒子轰击硼10后,生成氮13,放出x粒子,而氮13是不稳定的,它放出y粒子而变成碳13,那么x粒子和y粒子分别是(    )
A.质子和中子
B.质子和正电子
C.中子和电子
D.中子和正电子

 

1、D.解析:可根据质量数守恒和电荷数守恒判断出x、y:宜城教育资源网http://www.ychedu.com
得知,x为宜城教育资源网http://www.ychedu.com.
宜城教育资源网http://www.ychedu.com得知,y为宜城教育资源网http://www.ychedu.com.
x为中子,y为正电子,故答案为D.

 

知识点2 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
宜城教育资源网http://www.ychedu.comAl 宜城教育资源网http://www.ychedu.comHe 宜城教育资源网http://www.ychedu.comP 宜城教育资源网http://www.ychedu.com
(3)人工放射性同位素的优点:放射强度容易控制;形状容易控制;半衰期短,废料容易处理。
(4)凡是用到射线时,都用人造放射性同位素
【例2】锌对人体的新陈代谢起着重要作用,在儿童生长发育时期测量体内含锌量已成为体格检查的重要内容之一.取儿童的头发约50 mg,放在反应堆中经中子照射后,头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌,其核反应方程式为:宜城教育资源网http://www.ychedu.com衰变放射出能量为1 115 eV的γ射线,通过γ射线强度的测定可以计算出头发中锌的含量.关于以上叙述,下列说法正确的是(   )
A.宜城教育资源网http://www.ychedu.com宜城教育资源网http://www.ychedu.com有相同的核子数 B.宜城教育资源网http://www.ychedu.com宜城教育资源网http://www.ychedu.com有相同的质量子数
C.γ射线是电磁波 D.γ射线不是电磁波
解析: 宜城教育资源网http://www.ychedu.com宜城教育资源网http://www.ychedu.com是同位素,质子数相同,而中子数和核子数不同,选项B正确;γ射线不带电,是能量很高的电磁波,波长很短,选项C正确;此题考查同位素和电磁波谱.
答案:BC
宜城教育资源网http://www.ychedu.com利用原子核的人工转变,人们发现了质子、中子,认清了原子核的结构,并且制造了上千种放射性同位素.

宜城教育资源网http://www.ychedu.com1、放射性同位素与放放射性元素一样,都有一定的半衰期,衰变规律一样。2、放射性同位素衰变可生成另一种新元素。3、可以用人工的方法得到放射性同位素。4、放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质。
宜城教育资源网http://www.ychedu.com
2、一小瓶含有某种放射性同位素的溶液,它每分钟衰变6000次,将它注射到一个病人的血液中,经过15小时,从病人身上取出10cm3的血样,测得每分钟衰变2次。已知这种同位素半衰期为5小时。试根据上述数据,计算人体血液的总体积。


2、解析:设放射性同位素原有质量为m0,15小时后剩余质量为m,人体血液的总体积为Vcm3,由每分钟衰变次数与其质量成正比可得宜城教育资源网http://www.ychedu.com。再由半衰期公式得宜城教育资源网http://www.ychedu.com,其中宜城教育资源网http://www.ychedu.com,联立以上几式可解得V=3750cm3。

 

知识点3 放射性同位素的应用
放射性同位素的应用
⑴利用其射线:α射线电离性强,用于使空气电离,将静电泄出,从而消除有害静电。γ射线贯穿性强,可用于金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变,可用于生物工程,基因工程。
⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况,诊断甲状腺疾病的类型,研究生物大分子结构及其功能。
⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14,判定出土木质文物的产生年代。
一般都使用人工制造的放射性同位素(种类齐全,各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短,废料容易处理。可制成各种形状,强度容易控制)。
放射性污染和防护:对生物体的危害主要表现在穿透力、基因突变;对环境的危害表现在废料污染、对生物体组织的破坏、对空气、水源的污染等方面。防护措施:封存、深埋等。在利用放射性同位素给病人做“放疗”时,如果放射性的剂量过大,皮肤和肉就会溃烂不愈,导致病人因放射性损害而死去。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。
【例3】如图工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。
宜城教育资源网http://www.ychedu.com
(1)请你简述自动控制的原理;
(2)如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板,在α、β和γ三种射线中,你认为哪一种射线在铝板的厚度控制中起主要作用,为什么?
解析:(1)放射线具有穿透本领,如果向前运动的铝板的厚度有变化,则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化,这种变化被转变为电信号输入到相应的装置,进而自动控制如上图中右侧的两个轮间的距离,使铝板的厚度恢复正常。
(2)β射线起主要作用,因为α射线的贯穿本领很小,一张薄纸就能把它挡住,更穿不过1毫米的铝板;γ射线的贯穿本领非常强,能穿过几厘米的铅板,1毫米左右的铝板厚度发生变化时,透过铝板的射线强度变化不大;β射线的贯穿本领较强,能穿过几毫米的铝板,当铝板的厚度发生变化时,透过铝板的射线强度变化较大,探测器可明显地反应出这种变化,使自动化系统做出相应的反应。
宜城教育资源网http://www.ychedu.com放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛的应用,其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的。

宜城教育资源网http://www.ychedu.com(1)利用射线:射线测厚装置、烟雾报警器、放射治疗、培育新品种,延长保质期。(2)作为示踪原子、棉花对磷肥的吸收、甲状腺疾病的诊断。
宜城教育资源网http://www.ychedu.com
3、对放射性的应用中,下列说法正确的是 ( )
A.放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,对人体的正常细胞不会有伤害作用
B.对放射性的废料,要装入特制的容器并埋人深地层进行处理
C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里,而不能随意放置
D.对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的

3、BCD,解析:放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,也会对人体的正常细胞有伤害,A错.正因为放射线具有伤害作用,选项B、C、D均是正确的. 点拨: 明确放射线的作用才能作出正确判断.

 

 

宜城教育资源网www.ychedu.com
衰变和人工转变的区别-如何确定粒子的种类-放射性污染的防治措施有哪些
宜城教育资源网免费提供课件、试题、教案、学案、教学反思设计等备课资源。数百万资源,无须注册,天天更新!

薛定谔的猫是什么意思-薛定谔的猫通俗解释 
磁通量是标量还是矢量-磁通量单位-磁通量计算公式 
静电力常量是谁测量的-库仑定律的适用条件中r范围 
电阻率的单位换算-什么是电阻率-电阻率与什么有关 
机械能守恒怎么判断-机械能守恒定律的条件-机械能守恒
机械效率公式及推导式-提高机械效率的主要办法-机械效
ml是什么单位的意思名称-ml是毫升吗等于多少升-ml和l的
转动惯量怎么求-转动惯量计算公式-转动惯量由什么决定
动量守恒和动能守恒区别-动量守恒定律适用于非惯性系吗
高中物理选修3-5学分考试达标试卷含答案解析 

物理资源
物理试题列表
衰变和人工转变的区别-如何确定粒子的种类-放射性污染的防治措施有哪些
宜城教育资源网
免责声明 :本站资源版权归原著作人所有,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请通知我们,我们会及时删除。
宜城教育资源网主办 站长:此地宜城 邮箱:yrqsxp@163.com