（全國通用）高中物理 第十九章 原子核 第3節(jié) 探測射線的方法 第4節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護(hù)課件 新人教選修35

物 理 選修選修3-5 人教版人教版 新課標(biāo)導(dǎo)學(xué)新課標(biāo)導(dǎo)學(xué) 第十九章 原子核原子核 第三節(jié)第三節(jié) 探測射線的方法探測射線的方法 第四節(jié)第四節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性的應(yīng)用與防護(hù) 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 目目 標(biāo)標(biāo) 理解原子核的人工轉(zhuǎn)變及人工放射性同位素理解原子核的人工轉(zhuǎn)變及人工放射性同位素 了解探測射線的儀器和方法了解探測射線的儀器和方法 了解放射性的應(yīng)用和防護(hù)了解放射性的應(yīng)用和防護(hù) 知知 識識 導(dǎo)導(dǎo) 圖圖 1 1 課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí) 2 2 課內(nèi)探究課內(nèi)探究 3 3 素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升 4 4 課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo) 5 5 課時作業(yè)課時作業(yè) 課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 探測射線的原理探測射線的原理 利用射線粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來探知放射線的存在利用射線粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來探知放射線的存在。 (1)粒子使氣體或液體電離粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心以這些離子為核心，過飽和汽會產(chǎn)生過飽和汽會產(chǎn)生_，過熱液體會產(chǎn)生過熱液體會產(chǎn)生_。 (2)使照相底片使照相底片_。 (3)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生使熒光物質(zhì)產(chǎn)生_。 知識點知識點 1 探測射線的基本方法探測射線的基本方法 云霧云霧 氣泡氣泡 感光感光 熒光熒光 1威爾遜云室威爾遜云室 (1)結(jié)構(gòu)見教材結(jié)構(gòu)見教材。 (2)工作原理：粒子從室內(nèi)氣體中飛過工作原理：粒子從室內(nèi)氣體中飛過，就會使沿途的氣體分子就會使沿途的氣體分子_產(chǎn)產(chǎn)生離子生離子，過飽和汽便以這些離子為核心凝成過飽和汽便以這些離子為核心凝成_，于是顯示出射線的于是顯示出射線的徑跡徑跡。 根據(jù)徑跡的長短和粗細(xì)根據(jù)徑跡的長短和粗細(xì)，可以知道粒子的可以知道粒子的_；把云室放在磁場中；把云室放在磁場中，從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向，還可以知道粒子所帶電荷的還可以知道粒子所帶電荷的_。 知識點知識點 2 幾種常用的探測器幾種常用的探測器 電離電離 一條霧滴一條霧滴 性質(zhì)性質(zhì) 正負(fù)正負(fù) 2氣泡室氣泡室 (1)原理：當(dāng)高能粒子穿過室內(nèi)原理：當(dāng)高能粒子穿過室內(nèi)_液體時液體時，形成一串形成一串_而顯示而顯示粒子行跡粒子行跡。 (2)作用：可以分析粒子的帶電作用：可以分析粒子的帶電、動量動量、能量等情況能量等情況。 過熱過熱 氣泡氣泡 3蓋革蓋革米勒計數(shù)器米勒計數(shù)器 (1)結(jié)構(gòu)見課本結(jié)構(gòu)見課本 (2)原理：原理： 當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時，它使管內(nèi)的氣體它使管內(nèi)的氣體_，產(chǎn)生的電子在電產(chǎn)生的電子在電場中被加速場中被加速，能量能量0越來越大越來越大，電子跟管中的氣體分子電子跟管中的氣體分子_時時，又使氣體分又使氣體分子電離子電離，產(chǎn)生產(chǎn)生_這樣這樣，一個射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量一個射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量_。這些電子到達(dá)陽極這些電子到達(dá)陽極，陽離子到達(dá)陰極陽離子到達(dá)陰極，在外電路中就產(chǎn)生一次脈沖在外電路中就產(chǎn)生一次脈沖放電放電，利用電子儀器可以把放電利用電子儀器可以把放電_記錄下來記錄下來。 (3)特點：檢測射線十分方便特點：檢測射線十分方便，但只能用來但只能用來_，不能區(qū)分射線的種不能區(qū)分射線的種類類。此外如果同時有大量粒子或兩個粒子射來的間隔時間小于此外如果同時有大量粒子或兩個粒子射來的間隔時間小于200s GM計數(shù)器也不能區(qū)分它們計數(shù)器也不能區(qū)分它們。 電離電離 碰撞碰撞 電子電子 電子電子 次數(shù)次數(shù) 計數(shù)計數(shù) 知識點知識點 3 核反應(yīng)核反應(yīng) 1定義定義 原子核在其他粒子的原子核在其他粒子的_產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。 2原子核的人工轉(zhuǎn)變原子核的人工轉(zhuǎn)變 (1)1919 年， 盧瑟福第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子， 核反應(yīng)方年， 盧瑟福第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子， 核反應(yīng)方程是程是14 7N42He_11H。 (2)查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，核反應(yīng)方程是查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，核反應(yīng)方程是94Be42He_10n。 3遵循規(guī)律遵循規(guī)律 _守恒，守恒，_守恒。守恒。 轟擊下轟擊下 17 8O 12 6C 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) 電荷數(shù)電荷數(shù) 知識點知識點 4 人工放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)人工放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) 1放射性同位素的定義放射性同位素的定義 有些同位素具有有些同位素具有_，叫做放射性同位素。，叫做放射性同位素。 2人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn) (1)1934年， 約里奧年， 約里奧 居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷3015P。 (2)發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程：發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程：42He2713Al_。 放射性放射性 3015P10n 3放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素的應(yīng)用 (1)利用射線：利用利用射線：利用射線具有很強(qiáng)的射線具有很強(qiáng)的_作用作用，消除有害消除有害_；利用利用射線很強(qiáng)的射線很強(qiáng)的_本領(lǐng)本領(lǐng)，工業(yè)用來工業(yè)用來_。 (2)作示蹤原子：同位素具有相同的作示蹤原子：同位素具有相同的_性質(zhì)性質(zhì)，可用放射性同位素代替可用放射性同位素代替非放射性同位素做非放射性同位素做_原子原子。 電離電離 靜電靜電 貫穿貫穿 探傷探傷 化學(xué)化學(xué) 示蹤示蹤 4放射性的污染和防護(hù)放射性的污染和防護(hù) (1)放射性污染放射性污染 過量的放射會對過量的放射會對_造成污染造成污染，對人類和自然界產(chǎn)生對人類和自然界產(chǎn)生_作用作用。 (2)防護(hù)防護(hù) 輻射防護(hù)的基本方法有輻射防護(hù)的基本方法有_防護(hù)防護(hù)、距離距離、_防護(hù)防護(hù)。要防止放射要防止放射性物質(zhì)對性物質(zhì)對_、_、用具用具、_的污染的污染，要防止射線要防止射線_地地_照射人體照射人體。 環(huán)境環(huán)境 破壞破壞 時間時間 屏蔽屏蔽 水源水源 空氣空氣 工作場所工作場所 過多過多 長時間長時間 判一判判一判 (1)威爾遜云室可以顯示威爾遜云室可以顯示粒子和粒子和粒子的徑跡粒子的徑跡。 ( ) (2)GM計數(shù)器非常靈敏計數(shù)器非常靈敏，不僅可以計數(shù)不僅可以計數(shù)，還可以區(qū)分射線的種類還可以區(qū)分射線的種類。 ( ) (3)在核反應(yīng)中在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒電荷數(shù)守恒。 ( ) (4)放射性同位素放射性同位素P，即可以通過核反應(yīng)人工獲得即可以通過核反應(yīng)人工獲得，也可以從自然界中獲也可以從自然界中獲得得。 ( ) (5)利用利用射線照射種子射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種可以培育出優(yōu)良品種。 ( ) (6)任何放射性物質(zhì)都可以作為示蹤原子使用任何放射性物質(zhì)都可以作為示蹤原子使用。 ( ) 選一選選一選 以下是物理學(xué)史上以下是物理學(xué)史上 3 個著名的核反應(yīng)方程個著名的核反應(yīng)方程 x73Li2y y14 7Nx17 8O y94Bez12 6C x、y 和和 z 是是 3 種不同的粒子，其中種不同的粒子，其中 z 是是 ( ) A 粒子粒子 B質(zhì)子質(zhì)子 C中子中子 D電子電子 解析：解析：設(shè)設(shè)x、y、z的電荷數(shù)分別為的電荷數(shù)分別為Zx、Zy、Zz，質(zhì)量數(shù)分別為質(zhì)量數(shù)分別為Ax、Ay、Az。由前兩個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒由前兩個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒，Zx32Zy，Zy7Zx8，可得可得Zy2；質(zhì)量數(shù)守恒；質(zhì)量數(shù)守恒Ax72Ay，Ay14Ax17，可得可得Ay4；由第三個核反應(yīng)方；由第三個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒程中的電荷數(shù)守恒24Zz6，得得Zz0，質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)守恒49Az12，Az1。即即z是電荷數(shù)為零是電荷數(shù)為零，質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為1的粒子的粒子，也就是中子也就是中子，C正確正確。 C 想一想想一想 放射性同位素的放射強(qiáng)度易于控制放射性同位素的放射強(qiáng)度易于控制，它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多多，因此在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用因此在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。 (1)能用能用射線來測量金屬板的厚度嗎射線來測量金屬板的厚度嗎？ (2)射線照射食品延長保存期的原理是什么射線照射食品延長保存期的原理是什么？ 提示：提示：(1)不能不能 (2)用用射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存延長保存期期。 課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 右圖為右圖為粒子和粒子和粒子在威爾遜云室中的徑跡示意粒子在威爾遜云室中的徑跡示意圖圖。 (1)如何根據(jù)徑跡的情況如何根據(jù)徑跡的情況，分析判斷粒子的性質(zhì)分析判斷粒子的性質(zhì)？ (2)如何判斷粒子所帶電荷的正負(fù)如何判斷粒子所帶電荷的正負(fù)？ 探究一探究一 探測射線的方法和儀器探測射線的方法和儀器 提示：提示：(1)粒子質(zhì)量比較大粒子質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時不易改變方向在氣體中飛行時不易改變方向，軌跡為直軌跡為直線；線；粒子質(zhì)量小粒子質(zhì)量小，原氣體碰撞易改變方向原氣體碰撞易改變方向，故軌跡常常彎曲故軌跡常常彎曲。 (2)根據(jù)軌跡的彎曲方向來判斷帶電的性質(zhì)根據(jù)軌跡的彎曲方向來判斷帶電的性質(zhì)。 1威爾遜云室威爾遜云室 原理：實驗時先往云室里加入少量的酒精原理：實驗時先往云室里加入少量的酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣，然后使活塞迅速向下運動然后使活塞迅速向下運動，室內(nèi)氣體由于迅速膨脹室內(nèi)氣體由于迅速膨脹，溫度降低溫度降低，酒精蒸氣達(dá)到酒精蒸氣達(dá)到過飽和狀態(tài)過飽和狀態(tài)。這時讓射線粒子從室內(nèi)的氣體中飛過這時讓射線粒子從室內(nèi)的氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，這些霧滴沿射線經(jīng)過的路這些霧滴沿射線經(jīng)過的路線排列線排列，于是就顯示出了射線的徑跡于是就顯示出了射線的徑跡，可用照相機(jī)拍攝下其運動的徑跡進(jìn)行觀可用照相機(jī)拍攝下其運動的徑跡進(jìn)行觀察分析察分析。 2氣泡室氣泡室 (1)原理：氣泡室的原理同云室的原理類似原理：氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液所不同的是氣泡室里裝的是液體體，控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點。當(dāng)氣泡當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低時室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低時，液體的沸點變低液體的沸點變低，使液體過熱使液體過熱，此時讓射線粒子射入室此時讓射線粒子射入室內(nèi)內(nèi)，粒子周圍就有氣泡形成粒子周圍就有氣泡形成。用照相機(jī)拍攝出徑跡照片用照相機(jī)拍攝出徑跡照片，根據(jù)照片上記錄的情根據(jù)照片上記錄的情況況，可以分析粒子的性質(zhì)可以分析粒子的性質(zhì)。 (2)氣泡室和云室的比較：氣泡室的工作原理與云室相類似氣泡室和云室的比較：氣泡室的工作原理與云室相類似，云室內(nèi)裝有氣云室內(nèi)裝有氣體體，而氣泡室內(nèi)裝的是液體而氣泡室內(nèi)裝的是液體。相同之處在于都可以形成射線粒子的運動徑跡相同之處在于都可以形成射線粒子的運動徑跡，通過研究徑跡通過研究徑跡，研究射線的性質(zhì)研究射線的性質(zhì)。 3蓋革蓋革米勒計數(shù)器米勒計數(shù)器 (1)原理：在金屬絲和圓筒間加上一定的電壓原理：在金屬絲和圓筒間加上一定的電壓，這個電壓稍低于管內(nèi)氣體的這個電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓電離電壓，當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時，它使管內(nèi)的氣體電離它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生電子產(chǎn)生電子這樣這樣，一個射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子一個射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子，這些電子到達(dá)陽極這些電子到達(dá)陽極，正離正離子到達(dá)陰極子到達(dá)陰極，在外電路中產(chǎn)生一次脈沖放電在外電路中產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來錄下來。 (2)優(yōu)缺點優(yōu)缺點 優(yōu)點：放大倍數(shù)很大優(yōu)點：放大倍數(shù)很大，非常靈敏非常靈敏，用它檢測射線十分方便用它檢測射線十分方便。 缺點：缺點：a.不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，只能用來計數(shù)只能用來計數(shù)，不能區(qū)分射線種不能區(qū)分射線種類類。b.如果同時有大量粒子或兩個粒子射來的時間間隔小于如果同時有大量粒子或兩個粒子射來的時間間隔小于200s，則計數(shù)器不則計數(shù)器不能區(qū)分它們能區(qū)分它們。 特別提醒：特別提醒：(1)探測原理方面：探測原理都是利用射線中的粒子與其他物質(zhì)探測原理方面：探測原理都是利用射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的現(xiàn)象作用時產(chǎn)生的現(xiàn)象，來顯示射線的存在來顯示射線的存在。 (2)GM計數(shù)器區(qū)分粒子方面：計數(shù)器區(qū)分粒子方面：GM計數(shù)器不能區(qū)分時間間隔小于計數(shù)器不能區(qū)分時間間隔小于200s的兩個粒子的兩個粒子。 (多選多選)下列關(guān)于放射線的探測說法正確的是下列關(guān)于放射線的探測說法正確的是 ( ) A氣泡室探測射線的原理與云室探測射線的原理類似氣泡室探測射線的原理與云室探測射線的原理類似 B由氣泡室內(nèi)射線徑跡不能分析粒子的帶電由氣泡室內(nèi)射線徑跡不能分析粒子的帶電、動量動量、能量等情況能量等情況 C蓋革蓋革米勒計數(shù)器探測射線的原理中也利用射線的電離本領(lǐng)米勒計數(shù)器探測射線的原理中也利用射線的電離本領(lǐng) D蓋革蓋革米勒計數(shù)器不僅能計數(shù)米勒計數(shù)器不僅能計數(shù)，還能用來分析射線的性質(zhì)還能用來分析射線的性質(zhì) 解題指導(dǎo)：解題指導(dǎo)：認(rèn)真閱讀教材認(rèn)真閱讀教材，掌握探測三種射線的方法與實驗原理掌握探測三種射線的方法與實驗原理。 典例典例 1 AC 解析：解析：氣泡室探測射線原理與云室類似氣泡室探測射線原理與云室類似，不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過時產(chǎn)生氣泡來顯示射線徑跡的時產(chǎn)生氣泡來顯示射線徑跡的，故故A選項正確；由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少選項正確；由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場中的彎曲方向等及徑跡在磁場中的彎曲方向等，可分析射線的帶電可分析射線的帶電、動量動量、能量等情況能量等情況，故故B選項不正確；蓋革選項不正確；蓋革米勒計數(shù)器利用射線電離作用米勒計數(shù)器利用射線電離作用，產(chǎn)生電脈沖進(jìn)而計數(shù)產(chǎn)生電脈沖進(jìn)而計數(shù)，所以所以C選項正確；由于對于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同選項正確；由于對于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此計數(shù)器只能用來計因此計數(shù)器只能用來計數(shù)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類不能區(qū)分射線的種類，所以所以D選項錯誤選項錯誤。 對點訓(xùn)練對點訓(xùn)練1 現(xiàn)代建筑使用的花崗巖石材和家庭裝修使用的花崗巖板材現(xiàn)代建筑使用的花崗巖石材和家庭裝修使用的花崗巖板材中也存在不同程度的放射性中也存在不同程度的放射性，某同學(xué)要測定附近建筑材料廠生產(chǎn)的花崗巖板材某同學(xué)要測定附近建筑材料廠生產(chǎn)的花崗巖板材的放射性輻射是否超標(biāo)的放射性輻射是否超標(biāo)，他選用哪種儀器較好他選用哪種儀器較好 ( ) A威耳遜云室威耳遜云室 B氣泡室氣泡室 C蓋革蓋革米勒計數(shù)器米勒計數(shù)器 D以上三種效果都很好以上三種效果都很好 解析：解析：花崗巖板材的放射性都比較弱花崗巖板材的放射性都比較弱，用云室用云室、氣泡室很難測出氣泡室很難測出，而計數(shù)而計數(shù)器非常靈敏器非常靈敏，用它檢測射線十分方便用它檢測射線十分方便。 C 如圖所示為如圖所示為粒子轟擊氮原子核示意圖粒子轟擊氮原子核示意圖。 探究二探究二 原子核的人工轉(zhuǎn)變和核反應(yīng)方程原子核的人工轉(zhuǎn)變和核反應(yīng)方程 (1)充入氮氣前熒光屏上看不到閃光充入氮氣前熒光屏上看不到閃光，充入氮氣后熒光屏上看到了閃光充入氮氣后熒光屏上看到了閃光，說說明了什么問題明了什么問題？ (2)原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變有什么相同規(guī)律原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變有什么相同規(guī)律？ 提示：提示：(1)產(chǎn)生了新粒子產(chǎn)生了新粒子 (2)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，動量守恒動量守恒 1核反應(yīng)的條件核反應(yīng)的條件 用用粒子粒子、質(zhì)子質(zhì)子、中子中子，甚至用甚至用光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。 2核反應(yīng)的實質(zhì)核反應(yīng)的實質(zhì) 用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變。 3原子核原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn) (1)1919 年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)： 14 7N42He17 8O11H (2)1932 年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)： 94Be42He12 6C10n (3)1934 年約里奧年約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：2713Al42He3015P10n；3015P3014Si01e 4人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較 (1)不同點：原子核的人工轉(zhuǎn)變不同點：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生需要一定的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化而衰變是原子核的自發(fā)變化，它它不受物理化學(xué)條件的影響不受物理化學(xué)條件的影響。 (2)相同點：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣相同點：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒恒，反應(yīng)前后粒子總動量守恒反應(yīng)前后粒子總動量守恒。 特別提醒：特別提醒：(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號連核反應(yīng)方程不能用等號連接接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。 (2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實驗事實為基礎(chǔ)核反應(yīng)方程應(yīng)以實驗事實為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰不能憑空杜撰。 典例典例 2 1993 年，中國科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素年，中國科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素的同位素202 78Pt，制取過程如下：，制取過程如下： (1)用質(zhì)子轟擊鈹用質(zhì)子轟擊鈹靶靶94Be 產(chǎn)生快中子；產(chǎn)生快中子； (2)用快中子轟擊汞用快中子轟擊汞204 80Hg，反應(yīng)過程可能有三種：，反應(yīng)過程可能有三種：生成生成202 78Pt，放出氦原子，放出氦原子核；核；生成生成202 78Pt，放出質(zhì)子和中子；，放出質(zhì)子和中子；生成的生成的202 78Pt 發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞原子核汞202 80Hg，寫出上述核反應(yīng)方程。，寫出上述核反應(yīng)方程。 解題指導(dǎo)：解題指導(dǎo)：此題只要嚴(yán)格按照寫核反應(yīng)方程的原則進(jìn)行此題只要嚴(yán)格按照寫核反應(yīng)方程的原則進(jìn)行，一般是不會出錯一般是不會出錯的的，寫核反應(yīng)方程的原則是：寫核反應(yīng)方程的原則是：(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭中間用箭頭，不不能寫成等號能寫成等號。因兩端僅僅是質(zhì)量數(shù)守恒因兩端僅僅是質(zhì)量數(shù)守恒，沒有體現(xiàn)質(zhì)量相等；也不能僅畫一橫沒有體現(xiàn)質(zhì)量相等；也不能僅畫一橫線線，因箭頭的方向還表示反應(yīng)進(jìn)行的方向；因箭頭的方向還表示反應(yīng)進(jìn)行的方向；(3)能量守恒能量守恒，但中學(xué)階段不作要但中學(xué)階段不作要求；求；(4)核反應(yīng)必須是實驗?zāi)軌虬l(fā)生的核反應(yīng)必須是實驗?zāi)軌虬l(fā)生的，不能毫無根據(jù)地寫未經(jīng)實驗證實的核反不能毫無根據(jù)地寫未經(jīng)實驗證實的核反應(yīng)方程應(yīng)方程。 解析：解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新生核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新生核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出上述核反應(yīng)方程如下：寫出上述核反應(yīng)方程如下： (1)94Be11H95B10n (2)204 80Hg10n202 78Pt32He 204 80Hg10n202 78Pt211H10n 202 78Pt202 79Au 01e 202 79Au202 80Hg 01e 對點訓(xùn)練對點訓(xùn)練 2 (江西九江一中江西九江一中 20152016 學(xué)年高二下學(xué)期期中學(xué)年高二下學(xué)期期中)下面列出下面列出的是一些核反應(yīng)方程：的是一些核反應(yīng)方程：3015P3014SiX，94Be21H10 5BY，42He42He73LiZ。其。其中中 ( ) AX 是正電子，是正電子，Y 是中子，是中子，Z 是質(zhì)子是質(zhì)子 BX 是質(zhì)子，是質(zhì)子，Y 是中子，是中子，Z 是正電子是正電子 CX 是正電子，是正電子，Y 是質(zhì)子，是質(zhì)子，Z 是中子是中子 DX 是中子，是中子，Y 是正電子，是正電子，Z 是質(zhì)子是質(zhì)子 A 解析：解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)守恒，知知X的電荷數(shù)為的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為0，為為正電子正電子，Y的電荷數(shù)為的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為1，為中子為中子，Z的電荷數(shù)為的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為1，為為質(zhì)子質(zhì)子，故故A正確正確，B、C、D錯誤錯誤。 射線在人們心里是一個惡魔射線在人們心里是一個惡魔，談核色變談核色變，怎樣進(jìn)行有效的防護(hù)呢怎樣進(jìn)行有效的防護(hù)呢？ 探究三探究三 放射性的應(yīng)用及防護(hù)放射性的應(yīng)用及防護(hù) 提示：提示：其實射線并不可怕其實射線并不可怕，可怕的是無知可怕的是無知，只要熟知各種射線的特點只要熟知各種射線的特點，就就可以避開射線對我們的危害可以避開射線對我們的危害，如圖所示如圖所示，從圖中你可能有所體會從圖中你可能有所體會。 1放射性同位素及其應(yīng)用放射性同位素及其應(yīng)用 (1)放射性同位素的分類放射性同位素的分類 天然放射性同位素天然放射性同位素 人工放射性同位素人工放射性同位素 (2)人工放射性同位素的優(yōu)勢人工放射性同位素的優(yōu)勢 放射強(qiáng)度容易控制放射強(qiáng)度容易控制 可制成各種所需的形狀可制成各種所需的形狀 半衰期短半衰期短，廢料易處理廢料易處理 (3)放射性同位素的主要應(yīng)用放射性同位素的主要應(yīng)用 利用它的射線利用它的射線 a利用放出的利用放出的射線檢查金屬部件是否存在砂眼射線檢查金屬部件是否存在砂眼、裂痕等裂痕等，即利用即利用射線進(jìn)射線進(jìn)行探傷行探傷。 b利用放射線的貫穿本領(lǐng)與物質(zhì)的厚度和密度的關(guān)系利用放射線的貫穿本領(lǐng)與物質(zhì)的厚度和密度的關(guān)系，可用它來檢查各種可用它來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中的液體的高度等產(chǎn)品的厚度和密封容器中的液體的高度等，從而實現(xiàn)自動控制從而實現(xiàn)自動控制。 c利用放射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體利用放射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以除去化纖以除去化纖、紡織品上紡織品上的靜電的靜電。 d用射線照射植物用射線照射植物，引起植物的變異引起植物的變異，也可以利用它殺菌也可以利用它殺菌、治病等治病等。 做示蹤原子做示蹤原子 把放射性同位素原子通過物理或化學(xué)反應(yīng)的方式摻到其他物質(zhì)中把放射性同位素原子通過物理或化學(xué)反應(yīng)的方式摻到其他物質(zhì)中，然后用然后用探測儀進(jìn)行追蹤探測儀進(jìn)行追蹤，這種使物質(zhì)帶有這種使物質(zhì)帶有“放射性標(biāo)記放射性標(biāo)記”的放射性同位素原子就是示的放射性同位素原子就是示蹤原子蹤原子。例如：例如： a在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，探測農(nóng)作物在不同的季節(jié)對元素的需求探測農(nóng)作物在不同的季節(jié)對元素的需求。 b在工業(yè)上在工業(yè)上，檢查輸油管道上的漏油位置檢查輸油管道上的漏油位置。 c在生物醫(yī)療上在生物醫(yī)療上，可以檢查人體對某元素的吸收情況可以檢查人體對某元素的吸收情況，也可以幫助確定腫也可以幫助確定腫瘤的部位和范圍瘤的部位和范圍。 2放射性的污染與防護(hù)放射性的污染與防護(hù) 污染污染 與防護(hù)與防護(hù) 舉例與舉例與 措施措施 說明說明 污染污染 核爆炸核爆炸 核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強(qiáng)烈的核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強(qiáng)烈的射線射線與中子流與中子流 核泄漏核泄漏 核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用放射性原材料，一旦核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就會造成嚴(yán)重污染泄漏就會造成嚴(yán)重污染 醫(yī)療照射醫(yī)療照射 醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導(dǎo)致病人受到損醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導(dǎo)致病人受到損害，甚至造成病人的死亡害，甚至造成病人的死亡 污染污染 與防護(hù)與防護(hù) 舉例與舉例與 措施措施 說明說明 防護(hù)防護(hù) 密封防護(hù)密封防護(hù) 把放射源密封在特殊的包殼里，或者用特殊的方法覆把放射源密封在特殊的包殼里，或者用特殊的方法覆蓋，以防止射線泄漏蓋，以防止射線泄漏 距離防護(hù)距離防護(hù) 距放射源越遠(yuǎn)，人體吸收的劑量就越少，受到的危害距放射源越遠(yuǎn)，人體吸收的劑量就越少，受到的危害就越輕就越輕 時間防護(hù)時間防護(hù) 盡量減少受輻射的時間盡量減少受輻射的時間 屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù) 在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護(hù)作用。鉛的在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護(hù)作用。鉛的屏蔽作用最好屏蔽作用最好 下列說法正確的是下列說法正確的是 ( ) A給農(nóng)作物施肥時給農(nóng)作物施肥時，在肥料里放一些放射性同位素在肥料里放一些放射性同位素，是因為農(nóng)作物吸收是因為農(nóng)作物吸收放射性同位素后生長更好放射性同位素后生長更好 B輸油管道漏油時輸油管道漏油時，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y其射線可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y其射線，確定漏油位置確定漏油位置 C天然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用天然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用，只是較少只是較少，經(jīng)濟(jì)上不劃經(jīng)濟(jì)上不劃算算 D放射性元素被植物吸收放射性元素被植物吸收，其放射性將發(fā)生改變其放射性將發(fā)生改變 典例典例 3 B 解題指導(dǎo)：解題指導(dǎo)：掌握放射性同位素在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)掌握放射性同位素在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中的應(yīng)用是解題關(guān)生活中的應(yīng)用是解題關(guān)鍵鍵。 解析：解析：放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但是利用放射性元素可但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料以確定農(nóng)作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料。無論植物吸收含放射性元素?zé)o論植物吸收含放射性元素的肥料的肥料，還是無放射性肥料還是無放射性肥料，植物生長是相同的植物生長是相同的，A錯誤；放射性同位素錯誤；放射性同位素，含含量易控制量易控制，衰變周期短衰變周期短，不會對環(huán)境造成永久污染不會對環(huán)境造成永久污染，而天然放射性元素而天然放射性元素，劑量劑量不易控制不易控制、衰變周期長衰變周期長，會污染環(huán)境會污染環(huán)境，所以不用天然放射元素所以不用天然放射元素，C錯誤；放射錯誤；放射性是原子核的本身性質(zhì)性是原子核的本身性質(zhì)，與元素的狀態(tài)與元素的狀態(tài)、組成等無關(guān)組成等無關(guān)，D錯誤錯誤。放射性同位素放射性同位素可作為示蹤原子可作為示蹤原子，故故B正確正確。 對點訓(xùn)練對點訓(xùn)練3 (山東省高密市山東省高密市20172018學(xué)年高二下學(xué)期質(zhì)檢學(xué)年高二下學(xué)期質(zhì)檢)放射性在放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)用技術(shù)上有很多應(yīng)用，不同的放射源可用于不同目的不同的放射源可用于不同目的。下表列出了一些放射性元下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射線素的半衰期和可供利用的射線。 元素元素 射線射線 半衰期半衰期 釙釙210 138天天 氡氡222 3.8天天 鍶鍶90 28天天 鈾鈾238 、 4.5109年年 某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜軋薄軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻，可利用的元可利用的元素是素是 ( ) A釙釙210 B氡氡222 C鍶鍶90 D鈾鈾238 解析：解析：要測定聚乙烯薄膜的厚度要測定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜則要求射線可以穿透薄膜，因此因此射線不射線不合適；另外合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，射線穿透作用最強(qiáng)射線穿透作用最強(qiáng)，薄膜厚薄膜厚度不會影響度不會影響射線穿透射線穿透，所以只能選用所以只能選用射線射線，而氡而氡222半衰期太小半衰期太小，鈾鈾238半衰半衰期太長期太長，所以只有鍶所以只有鍶90較合適較合適。 C 素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升 放射線在云室中的徑跡放射線在云室中的徑跡 英國物理學(xué)家布拉凱特在充氮的云室中做英國物理學(xué)家布拉凱特在充氮的云室中做粒子轟擊氮核的實粒子轟擊氮核的實驗驗。在如圖所示的云室照片中在如圖所示的云室照片中，正確的是正確的是 ( ) 案案 例例 B 解析：解析：首先在首先在 粒子粒子(42He)、反沖核、反沖核(17 8O)和質(zhì)子和質(zhì)子(11H)這三種粒子中，反沖核這三種粒子中，反沖核的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱徑跡短而粗；質(zhì)子的電離能力最弱，穿透能徑跡短而粗；質(zhì)子的電離能力最弱，穿透能力最強(qiáng)力最強(qiáng)徑跡細(xì)而長。徑跡細(xì)而長。 另外，在另外，在 粒子轟擊氡核的過程中，系統(tǒng)動量守恒，即粒子轟擊氡核的過程中，系統(tǒng)動量守恒，即 ppOpH。因此，。因此，反沖核與質(zhì)子的運動方向不可能在同一直線上。反沖核與質(zhì)子的運動方向不可能在同一直線上。