2012高二物理课件第十九章34放射性的应用与防护(人教版选修3-5)

3探测射线的方法4放射性的应用与防护知识点1探测射线的方法1．探测射线的方法，也是探测运动粒子的方法.可以根据以下现象探知射线：(1)粒子使气体或液体电离，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)使照相乳胶产生感光；(3)使荧光物质产生荧光．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室：①1912年由英国物理学家_______发明；②利用粒子能使气体电离、产生雾滴的现象显示射线的径迹；③根据径迹的长短和粗细可以知道粒子的性质，α粒子的径迹直而粗，β粒子的径迹比较细且常常弯曲，云室中一般看不到γ粒子的径迹．(2)气泡室：与云室原理类似，不同的是气泡室中装着液体，射线径迹是由气泡组成的，据其照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况等．(3)盖革—米勒(G－M)计数器：①1928年由德国物理学家_____和_____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．威耳逊盖革米勒污染与防护举例与措施说明污染核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的γ射线与中子流核泄漏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照射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知识点2射线的危害与防护污染与防护举例与措施说明防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护尽量减少受辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用，铅的屏蔽作用最好知识点3核反应1．概念：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．质量数电荷数卢瑟福查德威克2．规律：在核反应中，_______守恒、_______守恒．3．原子核人工转变的核反应方程式：约里奥·居里夫妇(1)_______发现质子的方程：147N＋42He―→178O＋11H.(2)_________发现中子的方程：94Be＋42He―→126C＋10n.(3)_______________发现人工放射性同位素的方程：42He＋2713Al―→3015P＋10n.4．核反应规律(1)衰变和核反应的联系：①共同点——都会产生新的原子核，都遵循质量数守恒、电荷数守恒；②不同点——衰变是原子核的自发变化，核反应可以人工控制．(2)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用箭头不能用等号．动量守恒能量守恒(3)核反应过程还遵循__________和__________．(4)核反应的生成物必须以实验为基础，不能凭空杜撰．ACA．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【例题】(双选)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42He＋147N―→178O＋11H.下列说法正确的是()解析：由物理学史知A对；本实验用α粒子轰出147N而非γ射线，B错；核反应方程两边电荷数必守恒，D错．)1．(双选)在下列核反应方程中，x代表质子的方程是(BC解析：根据电荷数守恒和质量数守恒可知，A中x为中子，D中x为氢原子核，只有B、C中x为质子．A.2713Al＋42He―→3015P＋xB.147N＋42He―→178O＋xC.21H＋γ―→10n＋xD.31H＋x―→42He＋10n知识点4放射性同位素1．概念：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．2．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1000多种，每种元素都有自己的放射性同位素．3．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，用的都是放射性同位素．4．应用：(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；(2)烟雾报警器的使用——利用射线的电离作用，增加烟雾导电离子浓度；(3)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；(4)做示踪原子——利用了放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．【例题】关于放射性同位素的说法正确的是()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，只是较少，经济上不划算D．放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变解析：放射性元素与它的同位素的化学性质相同，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，植物生长是相同的，A错；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；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态，组成等无关，D错．答案：B2．(双选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与4014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案：BD解析：同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素的化学性质相同，B正确；半衰期跟原子所处化学状态和外部条件无关，C错；3015P为放射性同位素，可用作示踪原子，D正确．题型1核反应方程【例题】用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n―→a7N＋0bX，对式中X、a、b判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1答案：C规律总结：书写核反应方程时，应先将已知原子核和未知粒子的符号填入核反应方程一般形式的相应位置，然后根据质量数守恒和电荷数守恒确定未知的原子核或未知的粒子的质量数和电荷数，最后由电荷数确定该元素为何种元素.解析：根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7=1，因此X可表示为01e，为正电子．BD1．(双选)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He―→X＋10n，下列判断正确的是()A.10n是质子B.10n是中子C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素解析：符号10n表示中子，根据电荷数守恒和质量数守恒可算出X的电荷数为15，质量数为30，所以X是3115P的同位素．题型2核反应的综合问题分析【例题】静止在匀强磁场中的一个105B核俘获了一个运动方向垂直于磁场，速度为v＝7.3×104m/s的中子而发生核反应，生成α粒子与一个新核．测得α粒子的速度为2×104m/s，方向与反应前中子运动的方向相同，且与磁感线方向垂直，如图19－3－1所示．(1)写出核反应方程；(2)画出核反应生成的两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图(磁感线方向垂直于纸面向外)；(3)求α粒子与新核轨道半径之比；(4)求α粒子与新核旋转周期之比．图19－3－1解析：(1)由质量数守恒和电荷数守恒得：105B＋10n―→42He=73Li(2)由于α粒子和反冲核都带正电，由左手定则知，它们旋转方向都是顺时针方向，如图19－3－1所示．(3)由动量守恒可以求出反冲核的速度大小是103m/s，方向和α粒子的速度方向相反，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r＝mvqB可求得它们的半径之比是120∶7(4)由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式T＝2πmqB可求得它们的周期之比是6∶7.答案：见解析2．(双选，2011年中山模拟)2011年3月16日上午10时福岛第一核电站第3号反应堆发生了爆炸引起社会恐慌，下列关于核电站问题的说法正确的是()BCA．核电站发生的核反应方程为31H＋21H→42He＋10nB．核电站发生的核反应方程为23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310nC．反应时产生的新核的平均结合能比发生反应的核的平均结合能大D．核反应时产生大量的γ射线的本质是高速电子流