2013年鲁科物理选修3-5同步课件：第3章第3节放射性的应用与防护

第3节放射性的应用与防护核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第3节放射性的应用与防护课前自主学案课标定位课标定位学习目标：1.了解放射性的应用．2．知道放射线的危害与防护．重点难点：放射性的应用，放射性的污染与防护．课前自主学案一、放射性的应用1．射线特性的应用(1)辐射_________(2)食品_________保存．(3)__________治疗．(4)放射性_________电池．(5)_________探伤．育种．辐射放射性同位素γ射线思考感悟荔枝是江南出产的一种水果，营养丰富，味道甜美．但荔枝有“一日色变，二日香变，三日味变，四日色香味尽去”的特点，很难保存．可是现在，北方人也能吃上这种水果．用什么方法才能延长荔枝的保鲜期呢？提示：用γ射线进行照射，可以抑制发芽、杀虫灭菌、长期保鲜．2．作为示踪原子(1)概念：由于一种元素的各种同位素都有相同的化学性质，可以用放射性同位素代替非放射性同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器探测出来．这种原子就是示踪原子．(2)应用：①在医疗上，医生给病人口服或静脉注射某种放射性示踪剂，它们就会参与体内特定器官组织的物质循环和代谢，并不断放出射线；②在科研上，1965年，我国科学家首先用人工方法合成了牛胰岛素．近年来，有关生物大分子结构及其功能的研究，几乎都要借助示踪原子.二、放射性污染和防护1．主要污染源(1)___________；(2)___________；(3)_____________2．防护措施(1)________防护；(2)_________防护；(3)________防护；(4)_________防护．核爆炸核泄漏医疗照射．密封距离时间屏蔽核心要点突破一、放射性的应用1．射线特性的应用射线应用特征电离作用辐射育种利用γ射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品种食品辐射保存用射线对食品进行照射，可以抑制发芽，杀虫灭菌射线应用特征电离作用放射性治疗射线照射可以治疗恶性肿瘤，使癌细胞活动受到抑制或使其死亡改善塑料性能射线可以促进交织化合物的聚合反应，以制造各种塑料或改善塑料性能增加汽油产量利用射线使石油分离，增加汽油的产量消除静电利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以除去化纤、纺织品上的静电射线应用特征衰变能量放射性同位素电池把放射性同位素衰变时释放的能量转换成电能穿透能力γ射线探伤利用γ射线可以检查金属内部有没有缺陷或裂纹γ射线检测由于射线透过物体的强度跟物体的密度和厚度有关，因此可以用射线来检查产品的厚度，密封容器中液面的高度等2.示踪原子的具体事例(1)用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花的叶面上，可研究棉花对磷的吸收情况及磷的分布情况等；(2)给人注射碘的放射性同位素碘131，有助于诊断甲状腺疾病；(3)利用示踪原子可检查输油管道上的漏油位置．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．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性质的有()A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病解析：选C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点．二、放射性污染和防护污染和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射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏核工业生产和核科学研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏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，甚至造成病人死亡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，以防止放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，铅的屏蔽作用最好即时应用(即时突破，小试牛刀)2．放射线对人体有伤害，因此，在作为示踪原子时，应该选择半衰期较长的放射性元素，还是用半衰期较短的放射性元素？解析：由于同种元素的放射性同位素跟非放射性同位素具有相同的化学性质，故可利用放射性元素作为示踪原子．但由于放射性对人体有伤害，一旦研究结束，就希望放射性同位素放出的射线大大减小，因此应选择半衰期较短、衰变稍快的放射性元素作为示踪原子．答案：选半衰期较短，衰变稍快的放射性元素作示踪原子．课堂互动讲练放射性的应用例1用人工方法得到放射性同位素是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不过40几种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是()A．放射线的贯穿作用B．放射线的电离作用C．放射线的物理、化学作用D．以上都不是(2)图3－3－1如图3－3－1所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如工厂生产的是厚度为1mm的铝板，在α，β，γ三种射线中，你认为对控制铝板的厚度起主要作用的是________射线．(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素结晶是同一物质，为此曾采用放射性同位素碳14作________．【思路点拨】根据射线的性质及放射性同位素的应用分析求解．【自主解答】(1)因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷中和．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1mm的铝板，因而探测器不能探到；γ射线穿透本领最强，能穿透1mm厚的铝板和几厘米厚的铝板，打在探测器上后其运动状态变化不大，探测器很难分辨；β射线也能穿透几毫米厚的铝板，铝板厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态变化较大，探测器容易分辨．(3)把掺入碳14的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经多次重新结晶后，得到了放射性碳14分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素合为一体，它们是同一物质，把这种放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律，人们把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．【答案】(1)B(2)β(3)示踪原子变式训练下列说法正确的是()A．利用γ射线使空气电离，把静电电荷中和B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用α射线来治疗肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子解析：选D.α射线的电离作用很强，利用它把静电电荷中和，故A错．γ射线能量大，穿透能力强，可用来育种，治疗肿瘤，B，C错．利用放射性同位素代替非放射性物质合成各种化合物，这种化合物除带有“放射性标记”外，同通常化合物一样，化学性质没变，但可用仪器探测出来，所以D对．放射性的污染和防护例2核能是一种高效的能源．(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳．图3－3－2结合图3－3－2甲、乙可知，安全壳应当选用的材料是________________．(2)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了________射线的辐射．【精讲精析】(1)核反应堆最外层是厚厚的水泥防护层．防止射线外泄，所以安全壳应选用的材料是混凝土；(2)β射线可穿透几毫米厚的铝片，而γ射线可穿透几厘米厚的铅板．【答案】(1)混凝土(2)βγ【方法总结】熟悉屏蔽防护措施，常用的屏蔽物和三种射线的贯穿本领是分析解决此类题目的关键．