高中物理 第十九章 原子核 4 放射性的應(yīng)用與防護(hù)學(xué)案(新人教版)選修3-5

1、4放射性的應(yīng)用與防護(hù)1原子核的人工轉(zhuǎn)變(1)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，稱為核反應(yīng)。(2)核反應(yīng)的規(guī)律：反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒。(3)原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)：1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：NHeOH1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：BeHe6Cn1934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)：AlHePn；PSie(4)人工放射性同位素的優(yōu)點放射強(qiáng)度容易控制；可以制成各種所需的形狀；半衰期比天然放射性物質(zhì)短，廢料容易處理。【例1】 完成下列各核反應(yīng)方程并指出哪個核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子和正電子的。(1)BHeN()；(2)Be()Cn; (3

2、)Al()MgH; (4)NHeO()；(5)UTh()；(6)Na()NaH；(7)AlHen()；PSi()。解析：(1)BHeNn。(2)BeHeCn，此核反應(yīng)是查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子。(3)AlnMgH。(4)NHeOH，此核反應(yīng)是盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。(5)UThHe。(6)NaHNaH。(7)AlHenP(磷30放射性同位素)，PSie(正電子)，此核反應(yīng)是約里奧居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了正電子。答案：(1)n(2)He(3)n(4)H(5)He(6)H(7)Pe2放射性同位素的應(yīng)用(1)利用它放射出的射線利用鈷60放射出的貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)的射線來檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼和裂紋，這叫射線探傷。利

3、用放射線的貫穿本領(lǐng)，可用來檢查某些產(chǎn)品的厚度、密封容器中的液面高度等，從而自動控制生產(chǎn)過程。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。利用射線對生物組織的物理、化學(xué)反應(yīng)，使種子發(fā)生變異，培育優(yōu)良品種。利用放射線的能量，轟擊原子核實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變。在醫(yī)療上，常用以控制病變組織的擴(kuò)大。(2)作為示蹤原子在工業(yè)上可用示蹤原子檢查地下輸油管道的漏油情況。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可用示蹤原子確定植物在生長過程中所需的肥料和合適的施肥時間。在醫(yī)學(xué)上，可用示蹤原子幫助確定腫瘤的部位和范圍。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

4、體內(nèi)和細(xì)胞內(nèi)物化過程的秘密，闡明生命活動的物質(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)入動態(tài)，從細(xì)胞水平進(jìn)入分子水平，闡明了一系列重大問題，如遺傳密碼、RNADNA逆轉(zhuǎn)錄等，使人類對生命的基本現(xiàn)象的認(rèn)識開辟了一條新的途徑?！纠?】 關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的是()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，作為示蹤原子解析：選項剖析結(jié)論A射線的電離作用很弱，應(yīng)利用射線的電離作用B射線對生物具有物理化學(xué)作用，照射種子可使基因變異，可用于放射性治療，射線不具有生物作用

5、CD同位素的核外電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相同，放射性同位素帶有“放射性標(biāo)記”，可用探測器探測到答案：D3放射性的污染與防護(hù)污染與防護(hù)舉例與措施說明污染核爆炸核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強(qiáng)烈的射線與中子流核泄漏核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就會造成嚴(yán)重污染醫(yī)療照射醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導(dǎo)致病人受到損害，甚至造成病人的死亡防護(hù)密封防護(hù)把放射源密封在特殊的包殼里，或者用特殊的方法覆蓋，以防止射線泄漏距離防護(hù)距放射源越遠(yuǎn)，人體吸收的劑量就越少，受到的危害就越輕時間防護(hù)盡量減少受輻射的時間屏蔽防護(hù)在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護(hù)作用。鉛的屏蔽作用最好【例3】 貧鈾是從

6、天然鈾中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大，而且殘留物可以長期危害環(huán)境。下列關(guān)于其殘留物長期危害環(huán)境的理由正確的是()由于爆炸后的彈片存在放射性，對環(huán)境產(chǎn)生長期危害 爆炸后的彈片不會對人體產(chǎn)生危害鈾238的衰變速率很快鈾的半衰期很長ABCD解析：貧鈾合金具有高密度、高強(qiáng)度、高韌性的特點，用貧鈾合金作彈芯可摧毀堅固的建筑物和裝甲目標(biāo)；爆炸后的彈片存在放射性，對人體造成危害；鈾的半衰期長，殘留物分布廣泛，清理困難，所以貧鈾彈的使用會造成環(huán)境災(zāi)難。故選項C正確。答案：C4核反應(yīng)方程的書寫原則和方法(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程

7、只能用單箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號連接。(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實驗為基礎(chǔ)，不能只依據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒憑空杜撰生成物。(3)書寫核反應(yīng)方程時，應(yīng)先將已知的原子核和未知粒子的符號填入核反應(yīng)方程一般形式的適當(dāng)位置，然后再根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒確定未知的原子核或未知粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)，最后根據(jù)其電荷數(shù)確定是哪種元素或粒子，在適當(dāng)位置填上它們的符號?！纠?】鉑元素的同位素Pt的制取過程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞Hg，反應(yīng)過程可能有兩種：生成Pt，放出氦原子核；生成Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的Pt發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞Hg。寫出上述核

8、反應(yīng)方程式。解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應(yīng)方程。(1)BeHBn(2)HgnPtHeHgnPt2Hn(3)PtAue；AuHge答案：見解析5同位素與“放射性同位素”(1)同位素是同一種元素，具有相同的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)，因此同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。(2)同位素的中子數(shù)不同，物理性質(zhì)不一定相同。(3)同位素不一定都具有放射性，某元素具有放射性，其同位素不一定具有放射性；具有放射性的同位素稱為“放射性同位素”?！纠?】 關(guān)于同位素的下列說法中，正確的是()A一種元素的幾種同位素在元素周期表中的位置相同B一種元素的幾種同位素的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)都相同C同位素都具有放射性D互稱同位素的原子含有相同的