1、3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护,情 景 导 入,人工放射性同位素的放射强度易于控制,它的半衰期比天然放射性物质短得多,因此在生产和科学领域得以广泛地应用。你知道探测射线的方法和射线有哪些应用吗?,思 维 导 图,一,二,三,填一填,练一练,四,一、探测射线的方法(见课本第73页) 1.探测方法 (1)组成射线的粒子会使气体或液体电离,以这些离子为核心,过饱和的蒸气会产生雾滴,过热液体会产生气泡。 (2)射线能使照相乳胶感光。 (3)射线能使荧光物质产生荧光。 2.探测仪器 (1)威耳逊云室 a.原理:粒子在云室内气体中飞过,使沿途的气体分子电离,过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝
2、结成雾滴,于是显示出射线的径迹。,一,二,三,填一填,练一练,四,b.(2)气泡室 气泡室的原理同云室的原理类似,所不同的是气泡室里装的是 液体,如液态氢。 粒子通过过热液体时,在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹。 (3)盖革-米勒计数器 a.优点:G-M计数器非常灵敏,使用方便。 b.缺点:只能用来计数,不能区分射线的种类。,一,二,三,填一填,练一练,四,二、核反应(见课本第76页) 1.定义 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 2.原子核的人工转变 (1)1919年卢瑟福用粒子轰击氮原子核,产生了氧的一种同位素,同时产生一个质子。 (2)卢瑟福发现质子的核反应方程:3.遵循规律
3、 质量数守恒,电荷数守恒。,一,二,三,填一填,练一练,四,三、人工放射性同位素(见课本第76页) 1.同位素是指质子数相同、中子数不同的原子核。2.约里奥-居里夫妇发现人工放射性同位素的方程,一,二,三,填一填,练一练,四,四、放射性同位素的应用与防护(见课本第77页) 1.应用射线 应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照射种子培育优良品种等。 2.示踪原子 有关生物大分子的结构及其功能的研究,要借助于示踪原子。 3.辐射与安全 人类一直生活在放射性的环境中,过量的射线对人体组织有破坏作用。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。,填一填,练一练,填一填,练一练,探究一,探究二,问题
4、导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一探测射线的方法和仪器 如图,粒子和粒子在威尔逊云室中的径迹示意图。 (1)如何根据径迹的情况,分析判断粒子的性质? (2)如何判断粒子所带电荷的正负?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,1.方法 探测射线的方法主要是利用放射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在,这些现象主要是 (1)使气体电离,这些离子可使饱和蒸汽产生云雾或使过热液体产生气泡; (2)使照相底片感光; (3)使荧光物质产生荧光。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,2.仪器 (1
5、)威耳逊云室 构造:主要部分是一个塑料或玻璃制成的容器,它的下部是一个可以上下移动的活塞,上盖是透明的,可以通过它来观察和拍摄粒子的运动径迹,云室里面有干净的空气。如图所示。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,(2)气泡室 气泡室的原理同云室的原理类似,所不同的是气泡室里装的是液体,如液态氢。控制气泡室内液体的温度和压强,使温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强突然降低时,液体的沸点变低,因此液体过热,粒子通过液体时在它的周围就有气泡形成,从而显示粒子径迹。 (3)盖革-米勒计数器 构造:主要部分是盖革-米勒计数管,里面是一个接在电源负极的导电圆筒,筒的中间有一条接正极的金属
6、丝。管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气,如图所示。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,3.不同探测方法的对比 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类,而盖革-米勒计数器只能计数,不能区分射线的种类。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,【例题1】关于威耳逊云室探测射线,下列说法正确的是( ) A.威耳逊云室内充满过饱和蒸汽,射线经过时可显示出射线运动的径迹 B.威耳逊云室中径迹直而粗的是射线 C.威耳逊云室中径迹细而弯曲的是射线 D.威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离,所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负,探究一,探究二,问题导引
7、,名师精讲,探究三,典例剖析,解析:云室内充满过饱和蒸汽,射线经过时把气体电离,过饱和蒸汽以离子为核心凝结成雾滴,雾滴沿射线的路径排列,显示出射线的径迹,故A正确;由于粒子质量大、电离本领大、贯穿本领小,故粒子在云室中的径迹直而粗,即B正确;射线的电离本领很弱,所以在云室中一般看不到它的径迹,细而弯曲的是射线,所以C错误;把云室放到磁场中,由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负,故D错误。 答案:AB,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,变式训练1 关于射线的探测,下列说法正确的是( ) A.气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似 B.由气泡室内射线径迹可以分
8、析粒子的带电情况、动量、能量等 C.盖革-米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领 D.盖革-米勒计数器不仅能计数,还能用来分析射线的性质,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,解析:气泡室探测射线的原理与云室的类似,不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的,故A选项正确;由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等,可分析射线的带电情况、动量、能量等,故B选项正确;盖革-米勒计数器利用射线电离作用,产生电脉冲进而计数,故C选项正确;由于对于不同射线产生的脉冲现象相同,因此计数器只能用来计数,不能区分射线的种类,所以D选项错误。 答案:ABC,探究一
9、,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究二原子核的人工转变及核反应方程 生产和生活中所用的射线为什么都是人造放射性同位素?,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,1.原子核的人工转变 (1)条件:用粒子、质子、中子,甚至用光子轰击原子核使原子核发生转变。 (2)实质:用粒子轰击原子核并不是粒子与原子核碰撞,将原子核打开,而是粒子打入原子核内部使原子核发生了转变。 (3)规律:反应前、后电荷数守恒、质量数守恒。 2.三个重要的原子核的人工转变方程,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二
10、,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,变式训练3 一质子以107 m/s的速度撞击一个静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变成硅原子核。已知铝原子核的质量是质子的27倍,硅原子核的质量是质子的28倍,则( ) C.硅原子核速度的数量级为107 m/s,方向与质子的初速度方向一致 D.硅原子核速度的数量级为105 m/s,方向与质子的初速度方向一致,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,探究三,典例剖析,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,
11、探究三,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究三放射性的应用及防护 射线在人们心里是一个恶魔,谈核色变,怎样进行有效的防护呢?,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.放射性同位素 具有放射性的同位素,叫作放射性同位素。天然存在的放射性元素只有四十多种,但用人工方法得到的放射性同位素有一千多种。与天然放射性物质相比,人造放射性同位素的放射强度容易控制,还可以制成各种所需的形状。 2.放射性同位素的应用 (1)利用放射性同位素放出的射线: 探伤:射线穿透金属部件时,如果遇到砂眼、裂痕等伤痕,接收
12、到的射线将与正常处不同,因此可利用放射性同位素放出射线探伤。 测厚:射线穿透某些物质的本领与物质的厚度、密度有关,因此可用射线来检查某些产品的厚度,技术上可用作自动控制。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,利用射线电离能力,可以使空气电离,除去纺织车间的静电,或制成报警器。 辐照:利用射线照射,可以杀死癌细胞,用以治病;用射线照射植物,引起植物变异,用以育种等。 (2)做示踪原子: 由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质,如果在某种元素里掺进一些放射性同位素,那么元素无论走到哪里,它的放射性同位素也经过同样的过程。而放射性元素不断地放出射线,再用仪器探
13、测这些射线,即可知道元素的行踪,这种用途的放射性同位素叫示踪原子。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,3.人工放射性同位素的优点 (1)资源丰富,天然放射性元素不过40多种,但人工放射性同位素已达1 000多种,目前每种元素都有了自己的放射性同位素。 (2)和天然放射性物质相比,人工放射性同位素的放射强度容易控制,还可以制成各种所需的不同形状,特别是,它的半衰期比天然放射性物质短得多,因此放射性废料容易处理。由于这些优点,所以在生产和科研中凡是用到射线时,用的都是人工放射性同位素,而不用天然放射性物质。,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,4.辐射与安全,
14、探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题3】关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的是( ) A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电,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,也能进行人体透视 C.用放射线照射作物种子使其DNA发生变异,其结果一定是更优良的品种 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,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,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,将静电导出,A错误;射线对人体
15、细胞伤害太大,不能用来进行人体透视,B错误;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秀品种,C错误;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,D正确。 答案:D,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练4 下列说法正确的是( ) A.给农作物施肥时,在肥料里放一些放射性同位素,是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好 B.输油管道漏油时,可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线,确定漏油位置 C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用,只是较少,经济上不划算 D.放射性元素被植物吸收,其放射性将发生改变,探究一,探究二,探究三,问题
16、导引,名师精讲,典例剖析,解析:放射性元素与它的同位素的化学性质相同,但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料。无论植物吸收含放射性元素的肥料,还是无放射性肥料,植物生长是相同的,A错;放射性同位素,含量易控制,衰变周期短,不会对环境造成永久污染,而天然放射性元素,剂量不易控制、衰变周期长、会污染环境,所以不用天然放射元素,C错;放射性是原子核本身的性质,与元素的状态、组成等无关,D错;放射性同位素可作为示踪原子,故B正确。 答案:B,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1,2,3,4,5,1.用中子轰击 发生的核反应是 。其中的X粒子应是( ) A.粒
17、子 B.粒子 C.质子 D.中子 解析:由核反应规律可知,X的质量数为4,核电荷数为2,所以X为粒子。 答案:A,1,2,3,4,5,2.现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修使用的花岗岩板材中也存在不同程度的放射性,某同学要测定附近建筑材料厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超标,他选用哪种仪器较好( ) A.威耳逊云室 B.气泡室 C.盖革-米勒计数器 D.以上三种效果都很好 解析:花岗岩板材的放射性都比较弱,用云室、气泡室很难测出,而计数器非常灵敏,用它检测射线十分方便。 答案:C,1,2,3,4,5,3.关于国际通用的放射性标志,下列说法正确的是( ) A.国际通用的放射性标志是毒性标志的骷
18、髅 B.国际通用的放射性标志是以黄色圆形为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形 C.有此项标志的地方是有放射性危险的地方 D.没有特别的极其特殊的需要要远离有国际通用的放射性标志的地方,1,2,3,4,5,解析:国际通用的放射性标志如图所示。答案:BCD,1,2,3,4,5,4.人工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.人工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 解析:放射性同位素用作示踪原子,主要是用放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程
19、,既要利用化学性质相同,也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响,同时还要考虑放射性废料容易处理,因此选项A、B、C正确,选项D不正确。 答案:ABC,1,2,3,4,5,5. (选做题)将一计数器放在实验桌上,打开开关,在连续3 min内,计数器的示数是每分钟11、9和16。将一放射源放在计数器附近,在连续3 min内,计数器的示数变为每分钟1 310、1 270和1 296。现将一块厚纸板放在放射源和计数器之间,示数降为每分钟1 250、1 242 和1 236;将一块厚为2 mm的铅板代替厚纸板,示数降为每分钟13、12和11。问: (1)为什么没有放射源时,计数器会有示数? (2)根据上述实验数据,确定该射线是何种射线?为什么?,1,2,3,4,5,解析:、三种射线中,贯穿本领依次增强,厚纸板放在放射源和计数器之间,计数器示数无明显变化,说明无贯穿本领最小的射线,以2 mm的铅板遮挡,计数器示数明显减小,说明无贯穿本领最强的射线,综上所述,该射线是射线。 答案:(1)空气中有微量的射线 (2)射线 由穿透能力来判断,
