第十九章原子核學(xué)案34

1、3探測(cè)射線的方法 4放射性的應(yīng)用與防護(hù),第十九章原子核,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),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.知道核反應(yīng)及其遵從的規(guī)律，會(huì)正確書寫核反應(yīng)方程. 3.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素. 4.知道放射性同位素的常見應(yīng)用,一、探測(cè)射線的方法,肉眼看不見射線，但是射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)的現(xiàn)象，會(huì)顯示射線的存在閱讀課本，舉出一些探測(cè)射線的方法,知識(shí)探究,導(dǎo)學(xué)探究,答案,答案放射線中的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生霧滴，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡 放射線中的粒子會(huì)使照相乳膠感光 放射線中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒

2、光,(1)探測(cè)射線的理論依據(jù) 放射線中的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生 放射線中的粒子會(huì)使照相乳膠 放射線中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生 (2)探測(cè)射線的方法 威耳遜云室 a.原理：粒子在云室內(nèi)的氣體中飛過(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,知識(shí)梳理,答案,氣泡,感光,熒光,電離,過(guò)飽和,霧滴,b.粒子的徑跡：粒子的徑跡 ；高速粒子的徑跡又細(xì)又直，低速粒子的徑跡又短又粗而且常常 ；粒子的電離本領(lǐng)很小，一般看不到它的徑跡. 氣泡室 氣泡室裝的是 液體(如液態(tài)氫)，粒子經(jīng)過(guò)液體時(shí)就有氣泡形成，顯示粒子的徑跡.

3、蓋革米勒計(jì)數(shù)器 當(dāng)射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的 ，產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)中加速.電子跟管中的氣體分子碰撞時(shí)，又使氣體分子電離，產(chǎn)生電子這樣，一個(gè)粒子進(jìn)入管中可以產(chǎn)生大量電子，這些電子到達(dá) ，正離子到達(dá) ，在電路中產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來(lái),直而清晰,彎曲,過(guò)熱,氣體電離,陽(yáng)極,陰極,答案,利用威爾遜云室探測(cè)射線時(shí)能觀察到細(xì)長(zhǎng)而彎曲的徑跡，則下列說(shuō)法正確的是() A.可知有射線射入云室中 B.可知是射線射入云室中 C.觀察到的是射線粒子的運(yùn)動(dòng) D.觀察到的是射線粒子運(yùn)動(dòng)路徑上的酒精霧滴,即學(xué)即用,解析答案,解析因?yàn)橥栠d云室中觀察到的細(xì)而彎曲的徑跡是射線的徑跡，A、B選項(xiàng)均

4、錯(cuò)誤； 射線粒子的運(yùn)動(dòng)肉眼是觀察不到的，觀察到的是酒精的過(guò)飽和蒸氣在射線粒子運(yùn)動(dòng)路徑上形成的霧滴，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確.,D,(1)如何實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變？核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？它符合哪些規(guī)律？常見的人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)有哪些？,導(dǎo)學(xué)探究,答案,二、放射性的應(yīng)用與防護(hù),答案人為地用粒子、質(zhì)子、中子或光子去轟擊一些原子核，可以實(shí)現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變. 它的實(shí)質(zhì)就是將一種原子核在粒子的轟擊之下轉(zhuǎn)變成一種新的原子核，并產(chǎn)生新的粒子. 在轉(zhuǎn)變過(guò)程中符合質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒規(guī)律. 常見的人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)有：,(2)醫(yī)學(xué)上做射線治療用的放射性元素，應(yīng)用半衰期長(zhǎng)的還是短的？為什么？,答案,答案半衰期短的.半衰期短的放

5、射性廢料容易處理.,核反應(yīng)及放射性的應(yīng)用與防護(hù) (1)核反應(yīng) 核反應(yīng)的條件 用粒子、質(zhì)子、中子甚至用光子去轟擊原子核. 核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：以基本粒子(粒子、質(zhì)子、中子等)為“炮彈”去轟擊原子核(靶核X)，從而促使原子核發(fā)生變化，生成新原子核(Y)，并 .,知識(shí)梳理,放出,某一粒子,答案,原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn) a.1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：,答案,b.1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程：,c.1934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)方程：,(2)放射性同位素及應(yīng)用 放射性同位素的分類： a.天然放射性同位素； b. 同位素. 人工放射性同位素的優(yōu)勢(shì)： a.種類多.

6、天然放射性同位素不過(guò)40多種，而人工放射性同位素已達(dá)1 000多種. b.放射強(qiáng)度 . c.可制成各種所需的形狀. d.半衰期 ，廢料易處理.,答案,人工放射性,容易控制,短,放射性同位素的應(yīng)用 a.利用它的射線： 工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度利用射線的 特性； 農(nóng)業(yè)應(yīng)用射線使種子的遺傳基因發(fā)生 ，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期等； 醫(yī)療上利用射線的高能量治療癌癥. b.作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的 性質(zhì)，通過(guò)探測(cè)放射性同位素的射線確定其位置.,答案,穿透,變異,化學(xué),即學(xué)即用,(多選)下列說(shuō)法正確的是( ) A.醫(yī)學(xué)上利用射線進(jìn)行放射治療時(shí)，要控制好放射的劑量

7、 B.發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、發(fā)現(xiàn)中子和發(fā)現(xiàn)放射性同位素 的核反應(yīng)均屬于原子核 的人工轉(zhuǎn)變 C.衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變沒(méi)有什么不同 D.放射性同位素作為示蹤原子是利用了放射性同位素放出的射線可被儀 器探測(cè)到的特點(diǎn) E.射線探傷利用了射線貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì),返回,ABDE,答案,例1(多選)用蓋革米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線.10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說(shuō)法正確的是() A.放射源射出的是射線 B.放射源射出的是射線 C.這種放射性元素的半衰期是5天 D.這種放射性元素的

8、半衰期是2.5天,一、探測(cè)射線的方法,典例精析,解析答案,解析由厚紙板能擋住這種射線，可知這種射線是穿透能力最差的射線，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤； 因放射性元素原子核個(gè)數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)成正比，10天后測(cè)出放射強(qiáng)度為原來(lái)的四分之一，說(shuō)明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來(lái)的四分之一，由半衰期公式知已經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，故半衰期是5天.,答案AC,二、核反應(yīng)及核反應(yīng)方程,例2完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中_是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程.,解析答案,解析 其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是(2)，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是(4).,答案見解析,例31993年，中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所制得

9、了一種新的鉑元素的同位素 ，制取過(guò)程如下： (1)用質(zhì)子轟擊鈹靶產(chǎn)生快中子； (2)用快中子轟擊汞，反應(yīng)過(guò)程可能有兩種：生成 ，放出氦原子核；生成 ，同時(shí)放出質(zhì)子、中子. (3)生成的鉑 發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞 .寫出上述核反應(yīng)方程.,解析答案,總結(jié)提升,解析根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，確定新生核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應(yīng)方程，如下：,答案見解析,總結(jié)提升,總結(jié)提升,1.書寫核反應(yīng)方程時(shí)要注意： (1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒； (2)中間用箭頭，不能寫成等號(hào)； (3)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中，一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化.,總結(jié)提升,2.人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變

10、的比較 (1)不同點(diǎn) 原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，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，它不受物理、化學(xué)條件的影響. (2)相同點(diǎn) 人工轉(zhuǎn)變與衰變過(guò)程一樣，在發(fā)生的過(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.,例4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)生清晰的圖象.根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題： (1)寫出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式.,解析答案,解析由題意得,答案,

11、(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是() A.利用它的射線 B.作為示蹤原子 C.參與人體的代謝過(guò)程 D.有氧呼吸,解析答案,解析將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子，從而被探測(cè)器探測(cè)到，所以它的用途是作為示蹤原子，B正確.,B,(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)_.(填“長(zhǎng)”、“短”或“長(zhǎng)短均可”),解析答案,方法總結(jié),解析根據(jù)同位素的用途，為了減小對(duì)人體的傷害，半衰期應(yīng)該很短.,短,方法總結(jié),(1)用射線來(lái)測(cè)量厚度，一般不選取射線是因?yàn)槠浯┩改芰μ?，更多的是選取射線，也有部分選取射線的. (2)給病人治療癌癥、培育

12、優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保質(zhì)期一般選取射線. (3)使用放射線時(shí)安全是第一位的.,針對(duì)訓(xùn)練(多選)關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是() A.利用射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走 B.利用射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加 C.利用射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病 D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示 蹤原子,返回,答案,BD,1.用粒子照射充氮的云室，攝得如圖1所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是(),達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,D,4,圖1,A.A是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡 B.B是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡 C.C是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是

13、新核的徑跡 D.B是粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡,解析答案,解析粒子的徑跡是沿入射方向的.生成的新核徑跡的特點(diǎn)是粗而短，根據(jù)以上特點(diǎn)可判斷D正確.,2.以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程,解析答案,1,2,3,4,x、y和z是3種不同的粒子，其中z是() A.粒子 B.質(zhì)子 C.中子 D.電子,解析把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x，即 ，可見y是 ，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子 .因此選項(xiàng)C正確.,C,解析答案,1,2,3,4,解析由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒知，X是 ，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確； 是中子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確.,BD,4.用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，天然的放射性同位素只不過(guò)40多種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)1 000多種，每種元素都有放射性同位素.放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用. (1)帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失.其原因是() A.射線的貫穿作用 B.射線的電離作用 C.射線的物理、化學(xué)作用 D.以上三個(gè)選項(xiàng)都不是,1,2,3,4,解析答案,1,2,3,4,解析因放射線的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，從而使驗(yàn)電器所帶電荷消失.,答案B,(2)圖2是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚