放射性的應(yīng)用與防護

19.4《放射性的

應(yīng)用(Yong)與防護》

第一頁，共三十頁。盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn)，往容器Ｃ中通入氮氣后，在熒光屏Ｓ上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量(Liang)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粒子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣，盧瑟福通過人工方法實現(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粒子鋁箔熒光屏氮氣顯微鏡第二頁，共三十頁。盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn)，α粒子擊中氮核后，生成一個新核，同時放出質(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(Zhe)個發(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．第三頁，共三十頁。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(Fen)，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個基本粒子。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)都守恒第四頁，共三十頁。核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊(Ji)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五頁，共三十頁。二(Er)、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六頁，共三十頁。與天然的放射(She)性物質(zhì)相比，人造放射(She)性同位素：1、放射強度容易控制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七頁，共三十頁。（1）利用(Yong)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，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，從而實現(xiàn)自動控制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、治病等第八頁，共三十頁。γ射線探傷(Shang)儀鈷60第九頁，共三十頁。第十頁，共三十頁。利用鈷(Gu)60的γ射線治療癌癥（放療）第十一頁，共三十頁。食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長(Chang)，長(Chang)期保存）棉花育種食品保鮮糧食保存第十二頁，共三十頁。（2）作為示蹤(Zong)原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，就知道什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等第十三頁，共三十頁。人體甲狀腺的工作需要碘．碘被吸收后會聚集在甲狀腺內(nèi)．給人注射碘的放射性同位素碘131，然(Ran)后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾?。谑捻摚踩?。檢漏、研究機件磨損、診斷疾病、分析生(Sheng)物分子結(jié)構(gòu)等。第十五頁，共三十頁。原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴重的污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”時，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會潰爛不愈，導(dǎo)致(Zhi)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)，如果不注意也會對人體造成巨大的危害。四、輻射與安全第十六頁，共三十頁。過量的放射性會對環(huán)境造成污染(Ran)，對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用．20世紀人們在毫無防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島第十七頁，共三十頁。為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范(Fan)措施：檢測輻射裝置全身污染檢測儀輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放鈾第十八頁，共三十頁。（1）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄（2）用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意識，盡可能遠離(Li)放射源放射性的防護第十九頁，共三十頁。核反應(yīng)堆外層的厚厚的水(Shui)泥建筑第二十頁，共三十頁。防(Fang)護操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)第二十一頁，共三十頁。例(Li)１：指出下列核反應(yīng)中的錯誤并更正：（1）N+α

=O+質(zhì)子（2）C+He→O+H（3）Be+He→C+γ（4）H+n→H+γ14717714742178119442136110112第二十二頁，共三十頁。1930年，德國科學(xué)家玻特和貝克用α粒子轟擊輕元素(Su)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．這種射線幾乎不能使氣體電離，在電場和磁場中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿能力強，他們認為這是γ射線．經(jīng)檢測，射線的能量在10ＭeV左右，遠大于天然放射物質(zhì)衰變時發(fā)出的γ射線的能量．第二十三頁，共三十頁。1931年，約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實驗，并用這種未知射線去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約5.7MeV的質(zhì)子．這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)(Xian)，因為其行為完全不同于γ射線，γ射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，γ光子的質(zhì)量近乎０，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動起來是合乎常理的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800倍，一顆子彈怎么能撞動一輛汽車呢？如果認為轟擊石蠟的射線是γ射線，那么光子的能量應(yīng)達55MeV，這與實際測得的射線能量10MeV相去甚遠．這射線在向約里奧夫婦招手呼喊：我不是γ射線……！可惜的是，他們擦肩而過，無緣相識。面對55eV與10eV的矛盾，他們還是十分牽強地解釋為其它的原因，并于1932年１月11日向巴黎科學(xué)院提交了實驗情況和對未知射線判定為γ射線的結(jié)論。第二十四頁，共三十頁。

1932年１月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實驗使他心跳，他認為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒?。∷舾械竭@很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、自己苦苦尋找了12年的中子。他決(Jue)定用云室的方法探測射線的速度和質(zhì)量。第二十五頁，共三十頁。他先測出射線的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射線的可能，又用彈性碰撞動量守恒的方法測出不帶電(Dian)粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電(Dian)的粒子不可能是由質(zhì)子和電(Dian)子組合而成，只能是另一種新的獨立粒子，他稱之為中子。就這樣，僅用了十天時間，成功地證實了這種中性射線就是中子流。他當之無愧地成為“中子之父”，并因此獲1935年諾貝爾物理獎。第二十六頁，共三十頁?！皺C遇只偏愛有準備的頭腦”中子的發(fā)現(xiàn)，有重大的意義，中子不帶電，用它去轟擊原子核，不受庫侖力的影響，是研究原子核的強有力的“炮彈”。在此以前，可供研究用的“炮彈”只有天然放射元素發(fā)出的α、β、γ三種射線，中子流則是穿透本領(lǐng)更大，轟擊原子核更有效的“炮彈”，人們用它轟擊各種原子核，獲(Huo)得許許多多人工放射性同位素，用它轟開鈾核，實現(xiàn)了原子能的利用。第二十七頁，共三十頁。問(Wen)題情景：為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時間長一些，能在長時間保持新鮮，你有什么辦法？輻射方法處理糧食第二十八頁，共三十頁。復(fù)習(xí)回(Hui)顧：1、什么是原子核的衰變？2、原子核的衰變有什么樣的規(guī)律原子核放出a粒子或?粒子，由于核電荷數(shù)變了，而變成另一種原子核。1）、衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒2）、衰變過程不可逆，所以用箭頭，不用等號3）、由實驗決定，不憑空編造第二十九頁，共三十頁。內(nèi)容(Rong)總結(jié)19.4《放射性的。有些礦石中含有過量的放射性物