探測射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)

探測射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六例：天然放射性元素(釷)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變之后變成（鉛）．下列論斷中正確的是（）A.鉛核比釷核少24個(gè)中子B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.衰變過程中共有4次α衰變和8次β衰變D.衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變BD第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六在下列核反應(yīng)方程中,X代表質(zhì)子的方程是（）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1?++?g++?++?+BC第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半發(fā)生衰變所需的時(shí)間。它是從大量原子核衰變中得出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對個(gè)別的放射性原子核的衰變無實(shí)際物理意義。半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，與外界條件及與物質(zhì)的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。即使處于物理運(yùn)動(dòng)，化學(xué)變化中也不會(huì)影響它的半衰期。因此它是反映某種元素原子核特征的重要物理量。第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六19-3探測射線的方法第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六1、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧，過熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡2、使照相底片感光3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象：第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六一、威爾遜云室：構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，低部可以上下移動(dòng)，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，使酒精蒸汽達(dá)到過飽和狀態(tài)。利用射線的電離本領(lǐng)第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六a射線在云室中的徑跡：直而粗原因：a粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多?射線在云室中的徑跡：比較細(xì)，而且常常彎曲原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六二、氣泡室-----高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測設(shè)備

氣泡室是由一密閉容器組成，容器中盛有工作液體第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)（例如50ms）處于過熱狀態(tài)，液體不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對，這些離子在復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡，經(jīng)過很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測。第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室的優(yōu)點(diǎn)：它的空間和時(shí)間分辨率高；工作循環(huán)周期短，本底干凈、徑跡清晰，可反復(fù)操作。但也有不足之處：那就是掃描和測量時(shí)間還嫌太長；體積有限，而且甚為昂貴，第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六三、蓋革-米勒計(jì)數(shù)器一種能自動(dòng)把放射微粒計(jì)數(shù)出來的儀器，利用了射線的電離本領(lǐng)第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六①G－M計(jì)數(shù)器放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它來檢測放射性是很方便的。

②G－M計(jì)數(shù)器只能用來計(jì)數(shù)，而不能區(qū)分射線的種類。

③G－M計(jì)數(shù)器不適合于極快速的計(jì)數(shù)。G—M計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器Ｃ中通入氮?dú)夂?，在熒光屏Ｓ上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在Ｓ屏上，這種粒子肯定是在α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，盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了原子核的大門。一、核反應(yīng)α粒子鋁箔熒光屏氮?dú)怙@微鏡第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六

為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場和磁場，測出了它的質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子．質(zhì)子的符號(hào)是H

或P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)變的過程．英國物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條α粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了８條產(chǎn)生分叉的記錄．

第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六分叉情況表明，α粒子擊中氮核后，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，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長．根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核．第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六用α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，并產(chǎn)生質(zhì)子，說明質(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)基本粒子。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，------------核反應(yīng)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。注意：１．核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒２．核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六例１：指出下列核反應(yīng)中的錯(cuò)誤并更正：（1）N+α

=O+質(zhì)子（2）C+He→O+H（3）Be+He→C+γ（4）H+n→H+γ14717714742178119442136110112第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六二、人工放射性同位素1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，自然界沒有天然的，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六（1）利用它的射線三、放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀．B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(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C、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D、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、治病等第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六γ射線探傷儀鈷60第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六利用鈷60的γ射線治療癌癥（放療）第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長，長期保存）棉花育種食品保鮮糧食保存第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較多的磷肥，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、磷在作物體內(nèi)能存留多長時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究．如果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)間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問題就很容易解決．第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六人體甲狀腺的工作需要碘．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碘131，然后定時(shí)用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾?。诙彭摚踩?，編輯于2023年，星期六檢漏、研究機(jī)件磨損、診斷疾病、分析生物分子結(jié)構(gòu)等。第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六原子彈爆炸、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“放療”時(shí)，如果放射性的劑量過大，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。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對人體造成巨大的危害。四、輻射