測(cè)射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)

第十九章第3、4節(jié)新知預(yù)習(xí)·巧設(shè)計(jì)名師課堂·一點(diǎn)通創(chuàng)新演練·大沖關(guān)

隨堂檢測(cè)歸納小結(jié)

課下作業(yè)綜合提升

要點(diǎn)一要點(diǎn)二

要點(diǎn)三1．了解探測(cè)射線的幾種方法，熟悉探

測(cè)射線的幾種儀器。2．知道什么是放射性同位素和人工放

射性同位素。3．了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)

用。4．知道核反應(yīng)及其遵從的規(guī)律，會(huì)正

確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程。1．探測(cè)射線的方法

探測(cè)放射線的方法主要是利用放射線粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來(lái)探知放射線的存在，這些現(xiàn)象主要是：(1)使氣體電離，放射線中的粒子可使過(guò)飽和蒸氣產(chǎn)生

或使過(guò)熱液體產(chǎn)生

；(2)放射線中的粒子會(huì)使照相乳膠

；(3)放射線中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生

。霧滴氣泡感光熒光2．探測(cè)射線的裝置(1)威耳遜云室：

①原理：粒子在云室內(nèi)氣體中飛過(guò)，使沿途的氣體分子

，

酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出射線的徑跡。

②粒子的徑跡α粒子β粒子γ粒子徑跡

而

比較

，且常常

一般

電離過(guò)飽和直粗細(xì)彎曲看不到(2)氣泡室：氣泡室的原理同云室的原理類(lèi)似，所不同的是氣泡室里裝的是

，例如

。

粒子通過(guò)

液體時(shí)，在它的周?chē)a(chǎn)生

而形成粒子的徑跡。(3)蓋革——米勒計(jì)數(shù)器。

①優(yōu)點(diǎn)：G—M計(jì)數(shù)器非常

，使用方便。

②缺點(diǎn)：只能用來(lái)

，不能區(qū)分

。[關(guān)鍵一點(diǎn)]

因不同的射線在蓋革—米勒計(jì)數(shù)器中產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，故它只能用于計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線種類(lèi)。液體液態(tài)氫過(guò)熱氣泡靈敏計(jì)數(shù)射線的種類(lèi)其他粒子新原子核盧瑟福質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)放射性射線示蹤原子人身放射性物質(zhì)水源空氣用具1．在威耳遜云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線徑跡，下列

說(shuō)法中正確的是 (

)A．由于γ射線的能量大，容易顯示其徑跡B．由于β粒子的速度大，其徑跡粗而且長(zhǎng)C．由于α粒子的速度小，不易顯示其徑跡D．由于α粒子的電離作用強(qiáng)，其徑跡直而粗解析：在云室中顯示粒子徑跡是由于引起氣體電離，電離作用強(qiáng)的α粒子容易顯示其徑跡，因質(zhì)量較大，飛行時(shí)不易改變方向，且徑跡直而粗，故只有D正確。答案：D2．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 (

)A．威耳遜云室和蓋革—米勒計(jì)數(shù)器都是利用了放射線使

氣體電離的性質(zhì)B．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器除了用來(lái)計(jì)數(shù)，還能區(qū)分射線的種

類(lèi)C．用威耳遜云室探測(cè)射線時(shí)，徑跡比較細(xì)且常常彎曲的

是β粒子的徑跡D．根據(jù)氣泡室中粒子徑跡的照片上記錄的情況，可以分

析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況解析：蓋革—米勒計(jì)數(shù)器只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類(lèi)，因?yàn)椴煌纳渚€在蓋革—米勒計(jì)數(shù)器中產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，故選B。答案：B答案：BD4．放射性同位素的應(yīng)用主要有兩方面，下列實(shí)際應(yīng)用中利

用其射線的有 (

)A．進(jìn)行金屬探傷B．檢查輸油管是否漏油C．消毒滅菌D．證明人工合成的牛胰島素和天然牛胰島素是同一物質(zhì)解析：利用射線可以給金屬探傷，也可以消毒滅菌，A、C選項(xiàng)正確，而B(niǎo)、D選項(xiàng)是作為示蹤原子來(lái)應(yīng)用的，因此B、D選項(xiàng)都不正確。答案：AC1．云室對(duì)三種射線的探測(cè)α粒子的質(zhì)量比較大，在氣體中飛行不易改變方向，并且電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗。β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以它在云室中的徑跡比較細(xì)，且常常發(fā)生彎曲。γ射線的電離本領(lǐng)更小，一般看不到它的徑跡。2．氣泡室探測(cè)射線的特點(diǎn)

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(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，因此液體過(guò)熱，在通過(guò)室內(nèi)射線粒子周?chē)陀袣馀菪纬?。氣泡室在觀察比較稀少的碰撞事件時(shí)是有很大優(yōu)點(diǎn)的。液體中原子擠得很緊，可以發(fā)生比氣體中多得多的核碰撞，而我們將有比用云室好得多的機(jī)會(huì)來(lái)攝取所尋找的事件。人們根據(jù)照片上記錄的情況，可以分析出粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況。3．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器只能計(jì)數(shù)

這種探測(cè)器使用起來(lái)方便，根據(jù)各種射線的電離本領(lǐng)，它不能探測(cè)γ粒子，因?yàn)棣米硬粠щ?，幾乎無(wú)電離能力，不能使計(jì)數(shù)器產(chǎn)生放電脈沖，只能探測(cè)β射線和α射線。由于射線進(jìn)入后形成一次次的電離，在外電路中就產(chǎn)生了一次次的脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來(lái)，即可計(jì)數(shù)，蓋革—米勒計(jì)數(shù)器只能計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類(lèi)。[名師點(diǎn)睛]威耳遜云室和氣泡室都是依據(jù)徑跡探測(cè)射線的性質(zhì)和種類(lèi)，而蓋革—米勒計(jì)數(shù)器只能計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類(lèi)。1．關(guān)于威耳遜云室探測(cè)射線，下列敘述正確的是(

)A．威耳遜云室內(nèi)充滿過(guò)飽和蒸氣，射線經(jīng)過(guò)時(shí)可顯示出射線運(yùn)動(dòng)的徑跡B．威耳遜云室中徑跡粗而短的是α射線C．威耳遜云室中徑跡細(xì)而長(zhǎng)的是γ射線D．威耳遜云室中顯示粒子徑跡原因是電離，所以無(wú)法由徑跡判斷射線所帶電荷的正負(fù)[思路點(diǎn)撥]由三種射線在云室中的徑跡特點(diǎn)進(jìn)行分析。[解析]

云室內(nèi)充滿過(guò)飽和蒸氣，射線經(jīng)過(guò)時(shí)把氣體電離，過(guò)飽和蒸氣以離子為核心凝結(jié)成霧滴，霧滴沿射線的路線排列，顯示出射線的徑跡，故A正確；由于α粒子的電離本領(lǐng)大，貫穿本領(lǐng)小，所以α射線在云室中的徑跡粗而短，即B正確；由于γ射線的電離本領(lǐng)很弱，所以在云室中一般看不到它的徑跡，而細(xì)長(zhǎng)徑跡是β射線的，所以C錯(cuò)誤；把云室放在磁場(chǎng)中，由射線徑跡的彎曲方向就可以判斷射線所帶電荷的正、負(fù)，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。[答案]

AB(2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過(guò)程一樣，在發(fā)生過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒。[名師點(diǎn)睛](1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。(2)核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能憑空臆造。2．用中子轟擊Cu核時(shí)，產(chǎn)生鎳的放射性同位素，其質(zhì)量數(shù)為65，寫(xiě)出人工制造鎳的核反應(yīng)方程，所產(chǎn)生的放射性鎳要發(fā)生β衰變，寫(xiě)出鎳發(fā)生β衰變的核衰變方程。[審題指導(dǎo)]根據(jù)題目中發(fā)生的核反應(yīng)過(guò)程，由已知的原子核、粒子，根據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒的原則寫(xiě)出核反應(yīng)方程式。

寫(xiě)核反應(yīng)方程時(shí)，要熟記電子、中子、質(zhì)子、α粒子等基本粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，根據(jù)已知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，利用電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒確定未知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后確定粒子的種類(lèi)。1．放射性同位素(1)放射性同位素的分類(lèi)：

①天然放射性同位素。

②人工放射性同位素。(2)人工放射性同位素的優(yōu)勢(shì)：

①種類(lèi)多。天然放射性同位素只有40多種，而人工放射性同位素有1000多種。

②放射強(qiáng)度容易控制。

③可制成各種所需的形狀。

④半衰期短，廢料易處理。因而放射性同位素的應(yīng)用，一般都用人工放射性同位素。2．放射性的應(yīng)用(1)放射出射線的應(yīng)用：

①利用γ射線的貫穿本領(lǐng)：利用60Co放出的很強(qiáng)的γ射線來(lái)檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼和裂紋，這叫γ射線探傷。利用γ射線可以檢查30cm厚的鋼鐵部件，利用放射線的貫穿本領(lǐng)，可用來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度、密封容器中的液面高度等，從而自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程。

②利用射線的電離作用：放射線能使空氣電離，從而可以消除靜電積累，防止靜電產(chǎn)生的危害。

③利用γ射線對(duì)生物組織的物理、化學(xué)效應(yīng)使種子發(fā)生變異，培育優(yōu)良品種。

④利用放射性產(chǎn)生的能量轟擊原子核，實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變。

⑤在醫(yī)療上，常用以控制病變組織的擴(kuò)大。

(2)作示蹤原子：

①在工業(yè)上，可用示蹤原子檢查地下輸油管道的漏油情況。

②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可用示蹤原子確定植物在生長(zhǎng)過(guò)程中所需的肥料和合適的施肥時(shí)間。

③在醫(yī)學(xué)上，可用示蹤原子幫助確定腫瘤的部位和范圍。

④在生物科學(xué)研究方面，放射性同位素示蹤法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，它為揭示體內(nèi)和細(xì)胞內(nèi)理化過(guò)程的秘密，闡明生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，起了極其重要的作用，使生物化學(xué)從靜態(tài)進(jìn)入動(dòng)態(tài)，從細(xì)胞水平進(jìn)入分子水平。

[名師點(diǎn)睛]

因?yàn)槿嗽旆派湫酝凰嘏c天然放射性物質(zhì)相比有許多優(yōu)點(diǎn)。因此，凡是用到射線時(shí)，用的都是人造放射性同位素。3．正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程。15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像。根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式。(2)將放射性同位素15O注入人體，1