4.3 放射性同位素-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（粤教版选修3-5）

第三节　放射性同位素 [学习目标] 1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程.2.知道什么是同位素、放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解放射性同位素在生产和科学领域的应用，知道射线的危害及防护. 一、核反应 [导学探究] 1.核反应的实质是什么？它符合哪些规律？ 答案　(1)它的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子. (2)在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律. 2.如何实现原子核的人工转变？常见的人工转变的核反应有哪些？ 答案　(1)人为地用α粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核，可以实现原子核的转变. (2)常见的人工转变的核反应有： a.卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H b.查德威克发现中子：Be＋He→C＋n c.居里夫妇人工制造同位素：He＋Al→n＋P P具有放射性：P→Si＋e. [知识梳理] 1.核反应：利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应.[来源:Z,xx,k.Com] 2.反应能：在核反应过程中，原子核的质量数和电荷数会发生变化，同时伴随着能量的释放或吸收.这些能量称为反应能. 3.原子核人工转变的三大发现 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：[来源:学科网ZXXK] N＋He→O＋H (2)1932年查德威克发现中子的核反应方程： Be＋He→C＋n [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.(　√　) (2)核反应是用粒子轰击原子核，利用粒子与原子核的碰撞将原子核打开.(　×　) (3)卢瑟福利用α粒子轰击铍并发现了中子.(　×　) (4)原子核的人工转变，需要一定的装置和人为条件，不是原子核的自发变化.(　√　) 二、放射性同位素 1.同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子，互称同位素. 2.放射性同位素：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素. 3.约里奥·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时发现正电子的核反应方程为：Al＋He→P＋n，P→Si＋e＋ν，其中P是P的一种放射性同位素. 三、放射性同位素的应用[来源:学科网ZXXK] 1.利用放射性同位素放出的射线可进行γ探伤、消除静电、培育良种、治疗癌症. 2.放射性同位素可以作为示踪原子. 3.利用元素的半衰期可推断地层或古代文物的年代. 想一想　医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？ 答案　半衰期短的.因为半衰期短的放射性废料容易处理. 4.放射线的危害及防护[来源:Z&xx&k.Com] (1)α射线具有很强的电离作用，但穿透能力很弱； (2)β射线有较强的穿透能力，但电离作用较弱； (3)γ射线电离作用最小，穿透能力很强. 辐射防护的基本方法有：时间防护、距离防护和屏蔽防护. [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)每种元素都有自己的天然放射性同位素.(　×　) (2)用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期.(　√　) (3)在医学上可利用示踪原子来提供生物机体内生理生化过程的动态信息.(　√　) 一、核反应及核反应方程 1.核反应的条件 用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变. 2.核反应的规律 质量数守恒，电荷数守恒. 3.人工转变与衰变的比较 (1)不同点：人工转变是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生；而衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响. (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒. 例1　完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程. (1)N＋n→C＋________ (2)N＋He→O＋________ (3)B＋n→________＋He (4)Be＋He→________＋n (5)Fe＋H→Co＋________ 答案　见解析 解析　(1)N＋n→C＋H (2)N＋He→O＋H (3)B＋n→Li＋He (4)Be＋He→C＋n (5)Fe＋H→Co＋n 其中发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4). 针对训练　用中子轰击氧原子核的核反应方程式为O＋n→N＋X，对式中X、a、b的判断正确的是(　　) A.X代表中子，a＝17，b＝1 B.X代表电子，a＝17，b＝－1 C.X代表正电子，a＝17，b＝1 D.X代表质子，a＝17，b＝1 答案　C 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e，为正电子，故C正确，A、B、D错误. 书写核反应方程时要注意： (1)质量数守恒和电荷数守恒； (2)中间用箭头，不能写成等号；