19.4-放射性的应用与防护

卢瑟福在实验中发现，往容器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。一、核反应α粒子铝箔荧光屏氮气显微镜为了认定新粒子，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H或P。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。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。新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长。根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核。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。HOHeN1117842147核反应：在核反应中，质量数和电荷数都守恒。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。１、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。注意：nPHeAl103015422713eSiP0130143015有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。二、人工放射性同位素1932年，居里夫妇用α粒子轰击铍，铝，硼等元素，发现了前所未有的穿透性强的辐射，后来被确定为中子流。1934年，查德威克在用α粒子轰击铍，铝，硼等元素，除了测到中子流外，还探测到了正电子。注意：1、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。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放射性的应用射线应用示踪原子探伤仪培育新种保存食物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三、放射性同位素的应用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。（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γ射线探伤仪钴60发出的γ射线能穿透70cm厚的金属材料，使底片感光，从而可以检查出有没有缺陷存在和缺陷所在的部位。照片底片缺陷钴60金属元件利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存棉花在结桃、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。（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等。原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，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。四、辐射与安全过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用。20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置全身污染检测仪辐射检测系统辐射源的存放铀（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源放射性的防护放射性物质标志核反应堆外层的厚厚的水泥建筑防护操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质