《放射性運(yùn)用》ppt課件

1、第四節(jié)第四節(jié) 放射性的運(yùn)用與防護(hù)放射性的運(yùn)用與防護(hù)盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在熒光屏上出現(xiàn)了閃光，這闡明，有一種新的能量熒光屏上出現(xiàn)了閃光，這闡明，有一種新的能量比比粒子大的粒子穿過(guò)鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子大的粒子穿過(guò)鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子一定是在粒子一定是在粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福經(jīng)過(guò)人工方法實(shí)現(xiàn)了原化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福經(jīng)過(guò)人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次翻開(kāi)了原子核的大門(mén)。子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次翻開(kāi)了原子核的大門(mén)。 一、核反響一、核反響粒子粒子鋁鋁箔箔熒熒光光

2、屏屏氮?dú)獾獨(dú)怙@微鏡顯微鏡 為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場(chǎng)和磁為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，測(cè)出了它的質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核場(chǎng)，測(cè)出了它的質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核一樣：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量是電一樣：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量的子質(zhì)量的1800 多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子質(zhì)子的符號(hào)是子質(zhì)子的符號(hào)是 H 或或 P在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn)，還可以根據(jù)徑跡在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn)，還可以根據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變的過(guò)程英國(guó)物理學(xué)家了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變的過(guò)程英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬(wàn)多張照片的布拉凱特在所拍攝的兩萬(wàn)多張照片的40多多萬(wàn)條萬(wàn)條粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分

3、叉的粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉的記錄記錄 分叉情況闡明，分叉情況闡明，粒子擊中氮核后，粒子擊中氮核后，生成一個(gè)新核，同時(shí)放出質(zhì)子。新生成一個(gè)新核，同時(shí)放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢，徑跡短而核的電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長(zhǎng)根據(jù)核反響中質(zhì)量數(shù)守恒細(xì)而長(zhǎng)根據(jù)核反響中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫(xiě)出這個(gè)發(fā)現(xiàn)和電荷數(shù)守恒，可以寫(xiě)出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反響方程并得知氮核放出質(zhì)子的核反響方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核質(zhì)子后變成了氧核 用用粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并

4、產(chǎn)生質(zhì)子，闡明核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，闡明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)根本粒子。繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)根本粒子。HOHeN1117842147原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，的過(guò)程，-核反響核反響在核反響中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒在核反響中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒HOHeN1117842147核反響：原子核在其他粒子的轟擊核反響：原子核在其他粒子的轟擊 下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程。下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程。留意：留意：核反響中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒核反響中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守

5、恒核反響是原子核的變化，化學(xué)核反響是原子核的變化，化學(xué) 反響是核外電子的變化反響是核外電子的變化例：例：指出以下核反響中的錯(cuò)誤并更正：指出以下核反響中的錯(cuò)誤并更正：1 N + = O + 質(zhì)子質(zhì)子2 C + He O + H3 Be + He C + 4 H + n H + 14717714742178119442136110112nPAlHe103015271342二、人工放射性同位素二、人工放射性同位素1934年，約里奧年，約里奧居里和伊麗芙居里和伊麗芙居里居里 發(fā)現(xiàn)經(jīng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)過(guò)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P3015反響生成物反響生成物P是磷的一種同位素，自然界

6、是磷的一種同位素，自然界沒(méi)有天然的沒(méi)有天然的 ，它是經(jīng)過(guò)核反響生成的，它是經(jīng)過(guò)核反響生成的人工放射性同位素。人工放射性同位素。P3015有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：位素：1、放射強(qiáng)度容易控制、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需求的外形、可以制成各種需求的外形3、半衰期更短、半衰期更短4、放射性廢料容易處置、放射性廢料容易處置1利用它的射線利用它的射線三、放射性同位素的運(yùn)用三、放射性同位素的運(yùn)用A、由于、由于射線貫穿身手強(qiáng)，可以用來(lái)射線貫穿身手強(qiáng)，可以用來(lái)射線檢查金射線檢

7、查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷射線探傷儀儀B、利用射線的穿透身手與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)、利用射線的穿透身手與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等種，也可以利用它殺菌、治病等射線探傷儀射線探傷

8、儀 鈷鈷60利用鈷利用鈷6060的的射線治療癌癥放療射線治療癌癥放療食物保鮮延緩發(fā)芽，生長(zhǎng)，長(zhǎng)期保管食物保鮮延緩發(fā)芽，生長(zhǎng)，長(zhǎng)期保管棉花育種棉花育種食品保鮮食品保鮮糧食保管糧食保管2作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研討等生物研討等.棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需求較多的磷棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需求較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收但是，什么時(shí)候的吸收率最高、被吸收但是，什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方

9、法很難研討假設(shè)用磷的放射性同位素制成難研討假設(shè)用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器丈量棉株各部位的放射性強(qiáng)間用探測(cè)器丈量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問(wèn)題就很容易處理度，上面的問(wèn)題就很容易處理人體甲狀腺的任務(wù)需求碘碘被吸收后會(huì)聚人體甲狀腺的任務(wù)需求碘碘被吸收后會(huì)聚集在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射性同位素集在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射性同位素碘碘131，然后定時(shí)用探測(cè)器丈量甲狀腺及臨，然后定時(shí)用探測(cè)器丈量甲狀腺及臨近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病質(zhì)性和功能性疾病檢漏、研討檢漏、研

10、討機(jī)件磨損、機(jī)件磨損、診斷疾病、診斷疾病、分析生物分分析生物分子構(gòu)造等。子構(gòu)造等。原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，在利用放射性同位素給病人做在利用放射性同位素給病人做“放療時(shí)，假放療時(shí)，假設(shè)放射性的劑量過(guò)大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，設(shè)放射性的劑量過(guò)大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過(guò)量的放射性物質(zhì)，假設(shè)不留意也會(huì)對(duì)人體有過(guò)量的放射性物質(zhì)，假設(shè)不留意也會(huì)對(duì)人體呵斥宏大的危害。呵斥宏大的危害。 四、輻射與平安四、輻射與平安 20 20世紀(jì)人們?cè)诤翢o(wú)防世紀(jì)人們?cè)诤翢o(wú)防備的情況下研討

11、放射性備的情況下研討放射性遭原子彈炸后的廣島遭原子彈炸后的廣島為了防止有害的放射線對(duì)人類和自然的為了防止有害的放射線對(duì)人類和自然的破壞，人們采取了有效的防備措施：破壞，人們采取了有效的防備措施：檢測(cè)輻射安裝檢測(cè)輻射安裝全全身身污污染染檢檢測(cè)測(cè)儀儀輻射檢測(cè)系統(tǒng)輻射檢測(cè)系統(tǒng)輻射源的存放輻射源的存放鈾鈾1 1在核電站的核反響在核電站的核反響堆外層用厚厚的水泥來(lái)防堆外層用厚厚的水泥來(lái)防止放射線的外泄止放射線的外泄2 2用過(guò)的核廢料要放用過(guò)的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里并埋在深海里3 3在生活中要有防備在生活中要有防備認(rèn)識(shí)，盡能夠遠(yuǎn)離放射源認(rèn)識(shí)，盡能夠遠(yuǎn)離放射源

12、放射性的防護(hù)放射性的防護(hù)核反響堆外層的厚厚的水泥建筑核反響堆外層的厚厚的水泥建筑操作放射性物質(zhì)的設(shè)備操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)形狀下操作放射性物質(zhì)在防護(hù)形狀下操作放射性物質(zhì)1930年，德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用年，德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用粒子粒子轟擊輕元素鈹核，發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子，轟擊輕元素鈹核，發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子，而放出了一種新的射線這種射線幾乎不而放出了一種新的射線這種射線幾乎不能使氣體電離，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生能使氣體電離，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿才干強(qiáng)，偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿才干強(qiáng)，他們以為這是他們以為這是射線經(jīng)檢測(cè)，射線的能射線經(jīng)檢測(cè)，射線的能量在量在10

13、eV左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的變時(shí)發(fā)出的射線的能量射線的能量1931年，約里奧夫婦反復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用年，約里奧夫婦反復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用這種未知射線去轟擊石蠟。這種未知射線去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約結(jié)果竟從中打出能量約5.7 MeV的質(zhì)子這是異常驚人的質(zhì)子這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，由于其行為完全不同于的新發(fā)現(xiàn)，由于其行為完全不同于射線，射線，射線只能射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，打出電子而打不出質(zhì)子，光子的質(zhì)量近乎，電子也光子的質(zhì)量近乎，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來(lái)是符合常理的，但很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來(lái)是符合常理的，但質(zhì)子質(zhì)

14、量是電子的質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800倍，一顆子彈怎樣能撞動(dòng)一輛倍，一顆子彈怎樣能撞動(dòng)一輛汽車呢？假設(shè)以為轟擊石蠟的射線是汽車呢？假設(shè)以為轟擊石蠟的射線是射線，那么光子射線，那么光子的能量應(yīng)達(dá)的能量應(yīng)達(dá)55 MeV，這與實(shí)踐測(cè)得的射線能量，這與實(shí)踐測(cè)得的射線能量10 MeV相去甚遠(yuǎn)這射線在向約里奧夫婦招手呼喊：我不是相去甚遠(yuǎn)這射線在向約里奧夫婦招手呼喊：我不是射線射線！惋惜的是，他們擦肩而過(guò)，無(wú)緣相識(shí)。面！惋惜的是，他們擦肩而過(guò)，無(wú)緣相識(shí)。面對(duì)對(duì)55eV與與10eV的矛盾的矛盾 ，他們還是非常牽強(qiáng)地解釋為其，他們還是非常牽強(qiáng)地解釋為其它的緣由，并于它的緣由，并于1932年月年月11日向巴黎科學(xué)院提

15、交了日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對(duì)未知射線斷定為實(shí)驗(yàn)情況和對(duì)未知射線斷定為射線的結(jié)論。射線的結(jié)論。 1932年月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的年月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使他心跳，他以為約里奧夫婦的結(jié)論一定有誤，違反實(shí)驗(yàn)使他心跳，他以為約里奧夫婦的結(jié)論一定有誤，違反能量守恒??！他敏感到這很能夠是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、本人能量守恒??！他敏感到這很能夠是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、本人苦苦尋覓了苦苦尋覓了12年的中子。他決議用云室的方法探測(cè)射線的年的中子。他決議用云室的方法探測(cè)射線的速度和質(zhì)量。速度和質(zhì)量。他先測(cè)出射線的速度不到光速的非常之他先測(cè)出射線的速度不到光速的非常之一，排除了是一

16、，排除了是射線的能夠，又用彈性射線的能夠，又用彈性碰撞動(dòng)量守恒的方法測(cè)出不帶電粒子的碰撞動(dòng)量守恒的方法測(cè)出不帶電粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電的粒子不能夠是由質(zhì)子和電確定不帶電的粒子不能夠是由質(zhì)子和電子組合而成，只能是另一種新的獨(dú)立粒子組合而成，只能是另一種新的獨(dú)立粒子，他稱之為中子。就這樣，僅用了十子，他稱之為中子。就這樣，僅用了十天時(shí)間，勝利地證明了這種中性射線就天時(shí)間，勝利地證明了這種中性射線就是中子流。他當(dāng)之無(wú)愧地成為是中子流。他當(dāng)之無(wú)愧地成為“中子之中子之父，并因此獲父，并因此獲1935年諾貝爾物理獎(jiǎng)。年諾貝爾物理獎(jiǎng)。nCHeBe

17、101264294“機(jī)遇只偏愛(ài)有預(yù)備的頭腦機(jī)遇只偏愛(ài)有預(yù)備的頭腦中子的發(fā)現(xiàn)，有艱苦的意義，中子不帶電，用它去轟中子的發(fā)現(xiàn)，有艱苦的意義，中子不帶電，用它去轟擊原子核，不受庫(kù)侖力的影響，是研討原子核的強(qiáng)有擊原子核，不受庫(kù)侖力的影響，是研討原子核的強(qiáng)有力的力的“炮彈。在此以前，可供研討用的炮彈。在此以前，可供研討用的“炮彈只炮彈只需天然放射元素發(fā)出的需天然放射元素發(fā)出的、三種射線，中子流那三種射線，中子流那么是穿透身手更大，轟擊原子核更有效的么是穿透身手更大，轟擊原子核更有效的“炮彈，炮彈，人們用它轟擊各種原子核，獲得許許多多人工放射性人們用它轟擊各種原子核，獲得許許多多人工放射性同位素，用它轟開(kāi)鈾核，實(shí)現(xiàn)了原子能的利用。同位素，用它轟開(kāi)鈾核，實(shí)現(xiàn)了原子能的利用。 問(wèn)題情景：?jiǎn)栴}情景：為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時(shí)間長(zhǎng)一些，