(共31张PPT)
第五章 原子与原子核
学 习 目 标 物 理 与 STSE
1.知道同位素的概念．
2．知道放射性同位素的应用．(重点)
3．知道放射性污染及其危害，了解防范放射线的措施(重点、难点)
物理观念 1．同位素在元素周期表中处于同一位置．
2．放射性同位素在地质、冶金、石油工业、农业、医学、考古等领域得到了广泛的应用
污染与防护 举例与措施 说明
污染
防护 核爆炸 核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的γ射线与中子流
核泄漏 核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染
医疗照射 医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致患者受到损害，甚至造成患者的死亡
污染防护 密封防护 把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏
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 尽量减少受辐射的时间
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
B
90
8
B
90
8
放射源
铝板
探测
射线的应用
放射线
琮原子的应用
素应用
半衰期的应
放射性
位素
时间防护
放射线的危
距离防扩
害及防护
屏蔽防扩INCLUDEPICTURE"分级训练.tif" INCLUDEPICTURE "分级训练.tif" \* MERGEFORMAT
A级 合格达标
1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )
A．医学上制成γ刀，无须开颅即可治疗脑肿瘤
B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地
C．铝加工厂将接收到的γ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γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期
解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ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；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．
答案：AD
2．某单位丢失一人工制造的同位素放射源，现场指挥部用“人海战术”寻找放射源．每位工作人员穿防护服寻找2～3分钟，再换下一人接手，以避免受到长时间辐射，关于人工制造的放射性同位素，下列说法错误的是( )
A．人工制造的放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多
B．人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制
C．人工制造的放射性同位素的γ射线能进行金属探伤
D．使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作规程，防止对人体、空气、水源、用具的污染
解析：人造放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短，故A错误；人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；人工制造的放射性同位素的γ射线能进行金属探伤，故C正确；使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作规程，防止对人体、空气、水源、用具的污染，故D正确．
答案：A
3．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是( )
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
解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，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的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．
答案：D
4．某种元素具有多种同位素，下列正确反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的图是( )
解析：质量数等于质子数与中子数之和，因此当中子数N增多时，质量数A也会增大，因此A、D错误；因为氢原子中只有一个质子，无中子，也就是中子数N为零时，质量数A不为零，因此B正确，C错误．
答案：B
5．(多选)放射性同位素的应用主要有两方面，下列实际应用中利用其射线的有( )
A．进行金属探伤
B．检查输油管是否漏油
C．消毒灭菌
D．证明人工合成的牛胰岛素和天然牛胰岛素是同一物质
解析：放射性同位素的应用主要有两方面：一方面利用它的射线进行金属探伤、消除有害静电、改良品种、杀菌、消毒、医疗等；另一方面作为示踪原子，在实际应用中利用其射线的有A、C，作为示踪原子的是B、D.
答案：AC
B级 等级提升
6．治疗肿瘤的放射源必须满足：①放射线具有较强的穿透力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，表中给出的四种放射性同位素，适合用于治疗肿瘤的放射源是( )
同位素 辐射线 半衰期
钋210 α 138天
锝99 γ 6小时
钴60 γ 5年
锶90 β 28年
A．钋210 B．锝99
C．钴60 D．锶90
解析：γ射线具有较强的穿透力，可以辐射到体内的肿瘤处，α、β射线可排除，故A、D错误；要满足在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，故B错误，C正确．
答案：C
7．本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变变成F，再经β衰变变成G，再经α衰变变成H，上述系列衰变可记为：EFGH，另一系列衰变：PQRS.已知P与F是同位素，则( )
A．Q是G的同位素，R是H的同位素
B．R是E的同位素，S是F的同位素
C．R是G的同位素，S是H的同位素
D．Q是E的同位素，R是F的同位素
解析：因为P与F是同位素，故其电荷数相同设为Z，则两个衰变过程可记为
Z＋2EZFZ＋1GZ－1H，
ZPZ＋1QZ＋2RZS，B正确．
答案：B
8．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像．则根据PET原理判断下列表述正确的是( )
A.O在人体内衰变方程是O→N＋e
B．正、负电子湮灭方程是e＋e→2γ
C．在PET中，O的主要用途是作为示踪原子
D．在PET中，O的主要用途是参与人体的新陈代谢
解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是O→N＋e，故A正确；正、负电子湮灭生成两个光子，故B正确；在PET中，O的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C正确，D错误．
答案：ABC
9．(多选)建筑材料中的放射性物质钋(Po)发生衰变后，生成也具有放射性的氡气(Rn)，而氡气会有致癌作用，为降低房间内放射性污染，下列说法可行的是( )
A．加热使放射性物质分解
B．开窗通风
C．中和放射性物质
D．不使用放射性超标材料
解析：在生活中要尽可能地远离放射源，故最好的办法是不使用具有放射性物质的建材，或使氡气尽快离开房间，开窗通风不失为一个好办法，故B、D错误．
答案：BD
10．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示，在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印相纸显影．
(1)上面的印相纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印相纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？
(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？(已知mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，vβ＝0.9c)
解析：(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β、γ射线，β、γ射线在上面的印相纸上留下两个暗斑．
(2)下面印相纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑．设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ，则
sα＝aα·，sβ＝aβ·，
aα＝，aβ＝.
由以上四式得＝.
(3)若使α射线不偏转，qαE＝qαvα·Bα，所以Bα＝，同理若使β射线不偏转，应加磁场Bβ＝，
故＝＝9∶1.
答案：(1)两个暗斑 β射线、γ射线 (2)3∶136
(3)9∶1
PAGE
