19.4 放射性的应用与防护-2019-2020学年人教版物理选修3-5知识点突破

19.4　放射性的应用与防护 学习目标：了解放射性的应用和防护。 重点：原子核的人工转变 知识点一、核反应 1．概念：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。 2．遵循规律：在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。 3．原子核人工转变的三大发现—三个重要的原子核人工转变方程 （1）1919年，卢瑟福第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子，核反应方程是N＋He―→O＋H。 （2）查德威克发现了中子，核反应方程是Be＋He―→C＋n。 （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：Al＋He―→P＋n；P―→Si＋e。P具有放射性。 4．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。 5．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。 例、写出下列原子核人工转变的核反应方程。 （1）1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子 （2）Al俘获1个α粒子后放出1个中子 （3）816O俘获1个中子后放出1个质子 （4）Si 俘获1个质子后放出1个中子 6．人工转变核反应与衰变的比较 （1）不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，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。 【特别提醒】①核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。 ②核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。 ③核反应方程遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化。 7．写核反应方程的原则： （1）质量数守恒和电荷数守恒。 （2）中间用箭头，不能写成等号，因两端仅仅是质量数守恒，没有体现质量相等；也不能仅画一条横线，因箭头的方向还表示反应进行的方向。 （3）核反应必须是实际能够发生的，不能凭空乱写。 【题1】以下是物理学史上3个著名核反应方程x＋Li→2y　y＋N→x＋O　y＋Be→z＋C x、y和z是3种不同的粒子，其中z是 A．α粒子 B．质子 C．中子 D．电子 【题2】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，反应过程可能有三种：①生成Pt，放出氦原子核；②生成Pt，放出质子和中子；③生成的Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg，写出上述核反应方程。 【题3】下面列出的是一些核反应方程：P→Si＋X，Be＋H→B＋Y，He＋He→Li＋Z。其中 A．X是正电子，Y是中子，Z是质子 B．X是质子，Y是中子，Z是正电子 C．X是正电子，Y是质子，Z是中子 D．X是中子，Y是正电子，Z是质子 【题4】（1）完成下列核反应方程： ①He＋B→N＋________；②He＋Na→________＋H； ③He＋Be→C＋________；④He＋Al＋P＋________。 （2）在（1）的四个方程中，发现中子的核反应方程是________，发现放射性同位素的方程是____________。 【题5】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）生成的铂Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg。写出上述核反应方程。 知识点二、人工放射性同位素 1．放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。 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：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。 4．凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。 【特别提醒】①核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。 ②核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。 知识点三、放射性同位素的应用 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．放射性同位素的主要应用 （1）利用它的射线 ①利用放出的γ射线检查金属部件是否存在砂眼、裂痕等，即利用γ射线进行探伤。 ②利用放射线的贯穿本领与物质的厚度和密度的关系，可用它来检查各种产品的厚度和密封容器中的液体的高度等，从而实现自