2019年秋粤教版高中物理选修3-5课件+教师用书+分层测试：第4章 第3节　放射性同位素 (3份打包)

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．(重点)2.知道放射性同位素和人工放射性同位素及其核反应方程．(难点)3.了解放射性在生产和科学领域的应用.4.知道射线的危害及防护． 一、核反应 1．定义：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． 2．反应能：核反应中所放出或吸收的能量叫做反应能． 3．两个典型的核反应方程 (1)质子的发现：H.O＋He→N＋ (2)中子的发现：n.C＋He→Be＋ 二、放射性同位素及其应用 1．放射性同位素 (1)具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素． (2)具有放射性的同位素，叫做放射性同位素． (3)发现正电子的核反应方程 nP＋He→Al＋ e＋ν.Si＋P→ ν代表中微子，它是一种中性粒子，质量近似为零． 2．放射性同位素的应用 放射性同位素的应用主要分为三类： (1)射线的应用； (2)示踪原子的应用； (3)半衰期的应用． 3．放射线的危害及防护 (1)危害 人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞、组织、器官受到损伤，破坏人体DNA分子结构，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷，过度照射时，人常常会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状，重者甚至死亡． (2)防护 辐射防护的基本方法有时间防护、距离防护和屏蔽防护．要防止放射性物质对水源、空气、用具、工作场所的污染，要防止射线过多地长时间地照射人体． 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)无论是核衰变还是其他核反应，方程两边总的质量数和电荷数是守恒的． (√) (2)核反应方程遵守质量数守恒，即核反应过程中，质量不变化． (×) (3)利用示踪原子来推断地层或古代文物的年代． (×) (4)可以利用放射性同位素的射线进行无损探伤，生物育种等． (√) (5)医学上做射线治疗用的放射性元素，应选半衰期长的． (×) 2．(多选)以下是物理学史上3个著名的核反应方程 x＋CBe→z＋O　y＋N→x＋Li→2y　y＋ x、y和z是3种不同的粒子，下列说法正确的是(　　) A．x为α粒子　　　　 B．y为α粒子 C．y为电子 D．z为中子 BD　[根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定x为质子n.]He即α粒子，z为中子H，y为 3．(多选)有关放射性同位素P的下列说法，正确的是(　　) A.X互为同位素P与 B.P与其同位素有相同的化学性质 C．用P制成化合物后它的半衰期变长 D．含有P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响 BD　[同位素有相同的质子数，不同的中子数，所以选项A错误；半衰期与元素所处的化学状态没有关系，P制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误．] 核反应及核反应方程的书写 1.对核反应的认识 (1)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)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)遵循规律：反应前、后电荷数和质量数守恒． 2．常见的人工转变核反应 (1)卢瑟福发现质子H.O＋He→N＋ (2)查德威克发现中子n.C＋He→Be＋ (3)居里夫妇人工制造同位素n.P＋Al→He＋ e＋ν.　Si＋P→e)，与天然放射现象遵循相同的规律，衰变方程：P具有放射性，自发地放出正电子( 3．书写核反应方程时的注意事项 (1)核反应指的是在原子核内部核子数发生相应的变化，而化学反应指的是在原子核外最外层电子数发生变化，二者存在本质的不同． (2)核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接． (3)核反应的生成一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰出生成物与核反应方程． (4)核反应遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能． 【例1】　1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素Pt.制取过程如下： (1)用质子轰击铍靶Be产生快中子； (2)用快中子轰击汞Hg，反应过程可能有两种： ①生成Pt，放出氦原子核； ②生成Pt，同时放出质子、中子． (3)生成的Hg.Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞 写出上述核反应方程． [解析]　根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程： (1)n.B＋H→Be＋ (2)①He.Pt＋n→Hg＋ ②n.H＋Pt＋2n→Hg＋ (3)e，Au＋Pt→ e.Hg＋Au→ [答案]　见解析 书写核反应方程的四条重要原则 1．质量数守恒和电荷数守恒； 2．中间