3-3 放射性的应用与防护-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-5）

第3节　放射性的应用与防护 [目标定位]　1.知道放射性同位素，了解放射性的应用.2.知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害及防护措施． 一、放射性的应用 1．利用射线的电离作用、穿透能力等特点 (1)利用放射线使细胞变异或损害的特点，辐射育种、食品辐射保存、放射性治疗等． (2)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的装置． (3)γ射线探伤：利用了γ射线穿透能力强的特点． 2．作为示踪原子 作为示踪原子对有关生物大分子结构及其功能进行研究． 二、放射性污染和防护 1．放射性的污染 (1)核爆炸：核爆炸产生强烈的γ射线和中子流，对人体和其他生物体有很强的杀伤作用；还产生大量的放射性物质，对生物体和环境产生长期的辐射． (2)核泄漏：核泄漏会使现场人员受到辐射性损伤，对周围地区造成严重污染． (3)医疗照射：医疗照射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． 2．放射性的防护 (1)密封防护：把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊方法覆盖，以防止放射线泄漏． (2)距离防护：距放射源越远，人体吸收放射线的剂量就越少，受到的危害就越小． (3)时间防护：尽量减少受辐射时间． (4)屏蔽防护：在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、放射性的应用 1．放射性同位素的分类 (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)半衰期很短，废料容易处理． 3．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，杀死腐败细菌、抑制发芽延长保质期等． (3)作为示踪原子——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】　(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的(　　) 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[来源:学科网] 解析　A利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的高能量和穿透性；B、D是利用示踪原子． 借题发挥　利用放射性同位素作示踪原子：一是利用了它的放射性，二是利用放射性同位素放出的射线． 针对训练　关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(　　) A．利用射线可以改变布料的性质，使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的 B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也可以进行人体的透视 C．利用射线照射作物种子可使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种 D．利用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害 答案　D 解析　利用射线消除有害静电是利用射线的电离作用，使空气分子电离，将静电导走，选项A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，选项B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，选项C错误；利用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，选项D正确． 二、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．核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变． 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： H O＋He―→N＋ (2)1932年查德威克发现中子的核反应： n C＋He―→Be＋ (3)1934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：Si＋　0＋1e.P―→n；P＋He―→Al＋ 4．人工转变核反应与衰变的比较 (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，反应前后粒子总动量守恒． 【例2】　完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的． (1)N＋(　　)He―→B＋ (2)n C＋Be＋(　　)―→ (3)H Mg＋Al＋(　　)―→ (4)O＋(　　)He―→N＋ (5)Si＋(　　)P―→n＋(　　)；He―→Al＋ 答案　见解析 解析　(1)n N＋He―→B＋ (2)n C＋He―→Be＋ 此核反应使查德威克首次发现了中子． (3)H Mg＋n―→Al＋ (4)H O＋