3.3 放射性的应用、危害与防护-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（教科版选修3-5）

3　放射性的应用、危害与防护 [学习目标]　1.知道放射性的应用及放射性应用的形式.2.知道放射性的危害及对放射性的防护方法． 一、放射性的应用 放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性． (1)利用射线的特性[来源:学科网ZXXK] ①α射线：α射线带电，利用其能量大、电离作用强的特性可制成静电消除器等． ②β射线：利用β射线可穿过薄物或经薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测量薄物的厚度或密度． ③γ射线：由于γ射线穿透能力极强，可以利用γ射线探伤，也可以用于生物变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等． (2)作为示踪原子 在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，同位素和该元素经历的过程相同．用仪器探测出放射性同位素放出的射线，就可查明这种元素的行踪． (3)利用衰变特性 在考古学中应用C的放射性判断遗物的年代． 二、放射性的危害与防护 1．放射性污染的主要来源 在自然界中，存在于人体身边的放射性来源众多，包括天然的和人工产生的．前者主要由两部分组成：一是来自地壳表面的天然放射性元素以及空气中氡等产生的放射线；二是来自空间的宇宙射线．人工放射线的来源主要是医疗、核动力以及核武器试验中的放射线． 2．放射线对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子和分子产生作用，这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA的分子结构． 3．放射性的防护 其基本方法有：(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测． [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)α射线和β射线都能用来消除静电．(　×　) (2)在技术上常用β射线穿过薄板后的衰减程度来测定薄板的厚度．(　√　) (3)β射线、γ射线都可以用来探视金属制品中的砂眼．(　×　) (4)医学上的放疗利用的是γ射线对癌细胞的杀伤作用．(　√　) (5)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒．(　√　) (6)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好放射的剂量．(　√　) 一、放射性同位素及其应用 1．放射性同位素：具有放射性的同位素． 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发现 (1)1934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P. (2)发现磷同位素的方程He＋Al―→P＋n. 3．人工放射性同位素的优点 (1)资源丰富，应用广泛． (2)放射强度容易控制，可以制成各种所需的形状，废料容易处理． (3)现在凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物质． 4．放射性同位素的主要作用 (1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性． (2)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． (3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质． (4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症． 例1　正电子发射型计算机断层显像(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： (1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式． ①________________________________________________________________________. ②________________________________________________________________________. (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 (3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应__________．(填“长”“短”或“长短均可”) 答案　(1)①O →N＋e　②e＋e→2γ　(2)B　(3)短 解析　(1)由题意得①O→N＋e，②　0＋1e＋　0－1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，B正确． (3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该短． 针对训练1　(多选)下列应用是把放射性同位素作为示踪原子的有(　　) A．γ射线探伤仪 B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况 C．利用钴60治疗肿瘤等疾病 D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律 答案　BD 二、