19.4放射性的应用与防护(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-5）

19.4 放射性的应用与防护 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，从氮核中打出了质子和氧17，第一次实现了原子核的人工转变。卢瑟福把新核叫做质子．质子的符号是 p。第一次实现了原子核的人工转变。 人工转变——质子的发现 卢瑟福，发现质子，人类第一次实现原子核的人工转变 复习引入 通过前面的学习，我们知道原子核由质子和中子组成，那么质子和中子是怎么发现的？ 人工转变——中子的发现 1932年，查德威克证实了卢瑟福关于原子核内还存在中子的猜想，被称为“中子之父” 中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得了许多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。 意义： 查德威克“中子之父”通过原子核人工转变发现中子 4、核反应方程： （1）1919年卢瑟福发现质子 （2）1932年查德威克发现中子 1、定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 3、规律：质量数和电荷数都守恒 （人类第一次实现原子核的人工转变。 ） 2、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。 一.核反应 相同点：在发生过程中质量数和电荷数都守恒；反应前后粒子总动量守恒 不同点： 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 衰变是原子核自发的变化，不受物理化学条件的影响 比如 俘获一个α粒子后放出1个质子： 用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变。 5、人工转变与衰变的比较 指出下列核反应中的错误并更正： 练习题 二、人工放射性同位素 1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝箔中含有放射性磷 反应生成物 是磷的一种同位素，自然界没有天然的 ，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素. 居里夫人是第一个两次获得诺贝尔奖的科学家 反应生成物P是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，核衰变方程如下： 人造放射性同位素的优点（与天然的放射性物质相比）： （1）放射强度容易控制 （2）可以制成各种需要的形状 （3）半衰期更短 （4）放射性废料容易处理 1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。 约里奥·居里夫妇 三、放射性同位素的应用 （1）用γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪。 γ射线探伤仪 利用：射线的贯 穿能力 原理：感光点与 缺陷位置 对应 利用射线来测厚度 探测器测到的γ射线强度与钢板厚度有关，轧出钢板越厚，透过射线强度越弱。将射线测厚仪接收到的信号输入控制装置，可以对钢板厚度进行控制。 （2）利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封 容器中液体的高度等，从而实现自动控制。 （3）利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电。 （4）利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等。 “鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处理棉花杂交的后代育成的。 棉花育种（基因突变育种） 食品保鲜 粮食保存 食品保鲜 延缓发芽 食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存） 利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗） 为什么射线能够用于治疗癌症呢？原来人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱。像癌症细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线照射下破坏得比健康细胞快。 利用放射性同位素作为示踪原子 医学方面：人体甲状腺的工作需要碘，碘被吸收后会聚集在甲状腺内。给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病。 用碘-131诊断甲状腺 棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。 但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时