1、3 放射性的应用、危害与防护学习目标 1.知道放射性的应用及放射性应用的形式.2. 知道放射性的危害及对放射性的防护方法一、放射性的应用放射性的应用主要表现在以下三个方面：一是利用射线的电离作用、穿透能力等特征，二是作为示踪原子，三是利用衰变特性(1)利用射线的特性 射线： 射线带电，利用其能量大、电离作用强的特性可制成静电消除器等 射线：利用 射线可穿过 薄物或经薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测量薄物的厚度或密度 射线：由于 射线穿透能力极强，可以利用 射线探伤，也可以用于生物 变异，在医学上可以用于肿瘤的治疗等(2)作为示踪原子在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，同位素和该元
2、素经历的过程相同用仪器探测出放射性同位素放出的射线，就可查明这种元素的行踪(3)利用衰变特性在考古学中应用 C 的放射性判断遗物的年代146二、放射性的危害与防护1放射性污染的主要来源在自然界中，存在于人体身边的放射性来源众多，包括天然的和人工产生的前者主要由两部分组成：一是来自地壳表面的天然放射性元素以及空气中氡等产生的放射线；二是来自空间的宇宙射线人工放射线的来源主要是医疗、核动力以及核武器试验中的放射线2放射线对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子和分子产生作用，这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体 DNA 的分子结构3放射性的防护其基本方法有：(1)距离防护；(2)时间防护；(3)
3、 屏蔽防护；(4) 仪器监测即学即用 判断下列说法的正误(1)射线和 射线都能用来消除静电( )(2)在技术上常用 射线穿过薄板后的衰减程度来测定薄板的厚度( )(3)射线、 射线都可以用来探视金属制品中的砂眼( )(4)医学上的放疗利用的是 射线对癌细胞的杀伤作用( )(5)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒( )(6)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好放射的剂量( )一、放射性同位素及其应用1放射性同位素：具有放射性的同位素分类：(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发现(1)1934 年，约里奥居里夫妇发现经过 粒子轰击的铝片中含有放射性磷
4、P.3015(2)发现磷同位素的方程 He Al P n.42 2713 3015 103人工放射性同位素的优点(1)资源丰富，应用广泛(2)放射强度容易控制，可以制成各种所需的形状，废料容易处理(3)现在凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物质4放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度利用 射线的穿透特性(2)农业应用 射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等(3)做示踪原子利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质(4)医学上利用 射线的高能量治疗癌症例 1 正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射
5、性同位素 15O 注入人体，参与人体的代谢过程. 15O 在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像根据 PET 原理，回答下列问题：(1)写出 15O 的衰变和正负电子湮灭的方程式_._.(2)将放射性同位素 15O 注入人体， 15O 的主要用途是( )A利用它的射线B作为示踪原子C参与人体的代谢过程D有氧呼吸(3)PET 中所选的放射性同位素的半衰期应_(填“长” “短”或“长短均可”)答案 (1) O N e e e2 (2)B (3)短158 157 0+1 0+1 0-1解析 (1)由题意得 O N e， 01 e
6、01 e2.(2)将放射性同位素 15O 注入人158 157 0+1体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一 对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子， B 正确(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该短针对训练 1 (多选)下列应用是把放射性同位素作为示踪原子的有 ( )A 射线探伤仪B利用含有放射性碘 131 的油，检测地下输油管的漏油情况C利用钴 60 治疗肿瘤等疾病D把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律答案 BD二、放射性的污染与防护污染与防护 举例与措施 说明核爆炸核
7、爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄露就会造成严重污染污染医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护 尽量减少辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用，铅的屏蔽作用最好防护仪器监测 配置适当的剂量测量设备，加强对环境的监测例 2 核能是一种高效的能源(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳如图 1 甲所示结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是
8、_图 1(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后( )A沉入海底 B放至沙漠C运到月球 D深埋地下(3)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射，当胸章上 1 mm 铝片和 3 mm 铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图丙分析可知工作人员受到了_射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了_射线的辐射答案 (1)混凝土 (2)D (3) 针对训练 2 (多选)联合国环境规划署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属中提炼
9、铀 235 以后的副产品，其主要成分为铀 238.贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的 9 倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，下列关于残留物长期危害环境的理由，正确的是( )A爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B爆炸后的弹片不会对人体产生危害C铀 235 的衰变速度很快D铀 238 的半衰期很长答案 AD1(放射性同位素)( 多选)有关放射性同位素 P 的下列说法，正确的是( )3015A. P 与 X 互为同位素3015 4014B. P 与其同位素有相同的化学性质3015C.用 P 制成化合物后它的半衰期变长3015D. P 能释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响3015
10、答案 BD解析 同位素具有相同的质子数，不同的 质量数，故 A 错；同位素具有相同的化学性质，故 B对；半衰期与物理状态、化学状 态无关，故 C 错； P 为放射性同位素，可用作示踪原子，故 D3015对2(放射性同位素的应用)用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素不过 40 多种，而今天人工制造的放射性同位素已达 1 000 多种，每种元素都有放射性同位素放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失其原因是( )A射线的贯穿作用 B射线的电离作用C射线的物理、化学作用 D以上三个选项都不是(
11、2)图 2 是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图如果工厂生产的是厚度为 1 毫米的铝板，在 、 三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是_射线图 2(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素 14C 做_答案 (1)B (2) (3)示踪原子一、选择题考点一 放射性同位素的应用1(多选) 关于放射性同位素，以下说法正确的是( )A放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B放射性同位素衰变可生成另一种新元素C放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得D以上说法均
12、不对答案 AB解析 放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项 A、B 正确；大部分放射性同位素都是人工转变 后获得的，C、D 错误2在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害自从发现放射线后，则可以利用放射线进行探测，这是利用了( )A原子核在 衰变中产生的 He42B 射线的带电性质C 射线的穿透本领D放射性元素的示踪本领答案 C解析 射线的穿透本领较强，可以用来进行金属探伤，故正确答案为 C.3关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有( )A放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而
13、生电，从而达到消除有害静电的目的B利用 射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C利用 射线照射作物种子使其 DNA 发生变异，其结果一定是更优秀的品种D用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害答案 D解析 利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静 电消除 射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视作物种子发生的 DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选 才能培育出优良品种用 射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量4(多选) 放射性同位素钴 60 能放出较强的 射线，其强度容易控制，这使得 射线得到广泛应用下
14、列选项中，属于 射线的应用的是( )A医学上制成 刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B机器运转时常产生很多静电，用 射线照射机器可将电荷导入大地C铝加工厂将接收到的 射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D用 射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期答案 AD解析 射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B 错误； 射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号 强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 错误5(多选) 近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台 刀，治疗患者 5 000 余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用 刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，
15、半小时内完成手术，无需住院，因而 刀被誉为“神刀” 刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A 射线具有很强的贯穿本领B 射线具有很强的电离作用C 射线具有很高的能量D 射线能很容易地绕过阻碍物答案 AC解析 射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小 刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束 射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用 射线的高能量杀死肿瘤细胞故选项 A、C 正确6某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途.同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰
16、期钋 210 138 天 锶 99 28 年镅 241 433 天 锝 99 6 小时钴 60 5 年 氡 3.8 天根据上表请你分析判断下面结论正确的是( )A塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用 射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀B钴 60 的半衰期为 5 年，若取 4 个钴 60 原子核，经 10 年后就一定剩下一个原子核C把放射性元素钋 210 掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期变短D用锝 99 可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达要检查的器官时，可根据放射
17、性同位素的射线情况分析器官正常与否答案 D解析 因为 射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以 A 错误；半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，且与元素所 处的物理、化学状态无关，B、 C 错误；检查时，要在人体外探测到体内辐 射出来的射线，而又不能 让放射性物 质长期留在体内，所以应选取锝 99 作为放射源，D 正确考点二 作为示踪原子7医学界通过 14C 标记的 C60 发现一种 C60 的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则 14C 的用途是( )A示踪原子 B电离作用C催化作用 D贯穿作用答案 A解析 用 14C 标记 C60 来查明元素
18、的行踪，发现可以通过断裂 DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，因此 14C 的作用是做示踪原子，故选项 A 正确8(多选) 放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为( )A放射性同位素不改变其化学性质B放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D放射性同位素容易制造答案 ABC9(多选) 关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A利用 射线使空气电离，把静电荷消除B利用 射线照射植物的种子，使产量显著增加C利用 射线来治肺癌、食道癌D利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子答案 CD10(1)1992 年 1 月初，美国前总
19、统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥日本政府将他急送回国，回国后医生用 123I 进行诊断，通过体内跟踪，迅速查出病因这是利用了 123I 所放出的( )A热量 B 射线C 射线 D 射线(2)美国医生使用 123I 对老布什诊断，使其很快恢复健康可知 123I 的特性是( )A半衰期长，并可迅速从体内消除B半衰期长，并可缓慢从体内消除C半衰期短，并可迅速从体内消除D半衰期短，并可缓慢从体内消除答案 (1)D (2)C解析 (1)在 射 线、 射线、 射线中， 射线穿透本领最大(2) 123I 的半衰期较短，可以迅速从体内消除，不至于因为长时间辐 射而对身体造成损害二、非选择题11(放
20、射性同位素的应用)1956 年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用 Co 的衰变来验证，其核反应方程是 Co Ni e .其中 是反中微子，它6027 6027 AZ 0 1 e e的电荷量为零，静止质量可认为是零(1)在上述衰变方程中，衰变产物 Ni 的质量数 A 是_ ，核电荷数 Z 是_AZ(2)在衰变前 Co 核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物 Ni 和 e 的运动径迹不在一6027 0 1条直线上，如果认为衰变产物只有 Ni 和 e，那么衰变过程将违背_守恒定律0 1(3) Co 是典型的 放射源，可用于作物诱变育种我国应用该方法培育出了许多农作物新6027品
21、种，如棉花高产品种“鲁棉 1 号” ，年种植面积曾达到 3 000 多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大 射线处理作物后主要引起_，从而产生可遗传的变异答案 (1)60 28 (2) 动量 (3) 基因突变解析 (1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为： Co Ni e ，由此得出6027 6028 0 1 eA60，Z28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应该还是零，则两粒子径迹必在同一直 线上 现在发现 Ni 和 e 的运动径迹不在同0 1一直线上，如果认为衰变产物只有 Ni 和 e，就一定会 违 背动量守恒定律0 1(3
22、)用 射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，有可能成为新的优良品种12(放射性同位素)1934 年，约里奥居里夫妇在用 粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子更意外的是，拿走 放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期原来，铝箔被 粒子击中后发生了如下反应： Al He P n，这里的 P 就是一种人工放射性同位素，2713 42 3015 10 3015正电子就是它衰变过程中放射出来的(1)写出放射性同位素 P 放出正电子的核反应方程；3015(2)放射性同位素 P 放出正电子的衰变称为正 衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，3015那么正 衰变中的正电子从何而来？答案 (1) P Si e3015 3014 0 1(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出的解析 (1)核反应方程为 P Si e.3015 3014 0+1(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正 衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出正电 子，核反 应方程为 H n e.1 10 0+1
