第十九章 原子核 第3节、第4节　探测射线的方法　放射性的应用与防护-高中物理选修3-5【赢在微点】轻松课堂word

第3节、第4节　探测射线的方法　放射性的应用与防护 学习目标 练法指导 1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器。 2．知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程。 3．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。 4．知道放射性同位素的常见应用。 1.了解探测射线的三种方法，弄清它们的原理。 2．在练习中总结原子核的人工转变特点，会书写核反应方程。 3．了解人工放射性同位素的优点，知道如何应用和防护。 ———　　课/前/预/习·轻/松/搞/定　　——— 要点辨析 1．威尔逊云室可以显示粒子和粒子的径迹(√) 2．人工转变核反应可以不遵守质量数守恒和电荷数守恒(×) 3．用人工转变的方法可以获得每一种元素的放射性同位素(√) 4．利用射线照射种子一定出现的是优良品种(×) 5．任何放射性物质都可以作为示踪原子使用(×) 预习自检 1．(多选)关于同位素的下列说法，正确的是(　　) A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同 B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同 C．同位素都具有放射性 D．互称同位素的原子含有相同的质子数 解析　质子数相同、中子数不同的原子互称为同位素，由于它们的原子序数相同，因此在元素周期表中的位置相同。虽然核电荷数相同，但由于中子数不同，因此物理性质不同。不是每一种元素的同位素都具有放射性，只有具有放射性的同位素才叫放射性同位素。 答案　AD 2．下述关于放射性探测的说法错误的是(　　) A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似 B．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况 C．盖革—米勒计数器探测射线的原理是利用射线的电离本领 D．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质 解析　气泡室探测射线的原理与云室类似，不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的，故A选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等情况，故B选项正确；盖革—米勒计数器利用射线电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确；由于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误。 答案　D 3．现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修使用的花岗岩板材中也存在不同程度的放射性，某同学要测定附近建筑材料厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超标，他选用哪种仪器较好(　　) A．威尔逊云室 B．气泡室 C．盖革—米勒计数器 D．以上三种效果都很好 解析　花岗岩板材的放射性都比较弱，用云室、气泡室很难测出，而计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。 答案　C 4．(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器。令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”。据报道，我国研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务。γ刀治疗脑肿瘤主要是利用(　　) A．γ射线具有很强的贯穿本领 B．γ射线具有很强的电离作用 C．γ射线具有很高的能量 D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地 解析　γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小。 γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用γ射线的高能量杀死肿瘤细胞。如下图所示。 综上所述，本题正确选项为A、C。 答案　AC 5．一质子束入射到静止靶核Al上，产生如下核反应：p＋Al→X＋n，式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________。 解析　根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒，新核X的质子数为1＋13－0＝14，质量数为1＋27－1＝27，所以中子数＝27－14＝13。 答案　14　13 6．回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子。碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。若碳11的半衰期τ为20 min，经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果保留两位有效数字) 解析　解答本题时可按以下思路分析，书写核反应方程时应该注意质量数守恒和核电荷数守恒，注意理解半衰期的意义。 核反应方程为N＋H→C＋He① 设碳11原有质量为m0，经过t1＝2.0 h剩余的质量为m1，根据半衰期定义有 ＝≈1.6%