第一部分 第四章 第三节
基础达标
1．“放疗”是指用γ射线“照射”患病部位，是癌症患者的治疗手段之一．其原理是利用了γ射线的( )
A．穿透能力，使癌细胞基因突变
B．电离作用，使癌细胞转化为正常细胞
C．热作用，减轻病人痛苦
D．高能量，杀死癌细胞
【答案】D
【解析】γ射线具有高能量，能杀死癌细胞，故选D．
2．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下式：EFGH，另一系列衰变如下：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
【答案】B
【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．
3．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
【答案】A
【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．故选A．
4．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同的目的，下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.
元素
射线
半衰期
元素
射线
半衰期
钋210
α
138天
锶90
β
28年
氡222
β
3.8天
铀238
α、β、γ
4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，然后利用适当的放射线来测定经过轧辊后的薄膜厚度是否均匀，可利用的元素是( )
A．钋210 B．氡222
C．锶90 D．铀238
【答案】C
【解析】相比较β射线穿过薄膜的强度会因薄膜厚度不同而发生明显变化，且放射源要求在相对较长时间内保持稳定，所以选C．
5．(多选)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al＋He→X＋n.下列判断正确的是( )
A．n是质子 B．n是中子
C．X是Si的同位素 D．X是P的同位素
【答案】BD
【解析】核反应方程为Al＋He→X＋n，n表示中子，A错，B对；由核反应中电荷数守恒、质量数守恒知，X为X，即为P的同位素，C错，D对，故选B、D．
6．(多选)现已建成的核电站的能量来自于( )
A．天然放射性元素衰变放出的能量
B．人工放射性同位素放出的能量
C．重核裂变放出的能量
D．化学反应放出的能量
【答案】C
【解析】重核裂变过程中有质量亏损，伴随着巨大能量放出，目前核电站均是采用了重核裂变放出的能量进行的，故A、B、D错误，C正确．故选C．
7．(多选)有关放射性同位素P的下列说法，正确的是( )
A．P与X互为同位素
B．P与其同位素有相同的化学性质
C．用P制成化合物后它的半衰期变长
D．P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
【答案】BD
【解析】同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理、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D对．故正确答案为B、D．
8．(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等各地引进了十多台γ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，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因此γ刀被誉为“神刀”．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )
A．γ射线具有很强的贯穿本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地
【答案】AC
【解析】γ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的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤是应用了其贯穿本领和很高的能量，故A、C正确．
能力提升
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
【答案】BD
【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，故选B、D．
10．自然界中的铀和钴都有同位素．
(1)铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为U 0.005%，U 0.72%，U99.275%.请写出计算铀元素近似原子量的计算式(不必算出具体数值)：________________________________________________________________________.
(2)放射性同位素钴60能够产生γ射线．高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生__________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种．此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能________、________.在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体保护．操作完毕后，人体________(填“可以”或“不可以”)直接接触射线处理过的材料．
【答案】(1)(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2 (2)基因突变 杀虫 杀菌 可以
【解析】铀元素的原子量等于每种同位素与其百分含量乘积之和即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2；γ射线的照射强度增大到一定程度往往会使品种基因突变．由于经过放射线同位素照射处理过的材料无放射性，所以人体完全可以直接接触它．
课件35张PPT。第三节 放射性同位素一、同位素
1．定义：具有相同的________数而________数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素．
2．化学性质：核外电子排布情况相同，具有相同的____________．质子 中子 化学性质 放射 铝箔 三、放射性同位素的应用
1．射线的应用：根据不同射线的作用不同，可分别用于工业______________，农业良种培育及医疗等方面．
2．示踪原子的应用：同位素具有相同的化学性质，可用________________代替非放射性同位素做示踪原子．
3．半衰期的应用：在地质和考古工作中，利用放射性衰变的半衰期来推断地层或古代文物的年代．γ射线探伤 放射性同位素 四、放射性的危害及防护
1．放射性的危害
(1)长时间大剂量照射人体，会损伤细胞、组织、器官，破坏人体DNA分子结构，引发癌症，或造成遗传上的缺陷．
(2)过度照射，人会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状，重者甚至死亡．
2．放射性的防护方法
(1)________防护；(2)距离防护；(3)时间防护；(4)________防护．密封 屏蔽 医学上做射线治疗用的放射性元素，应选半衰期长的还是短的？为什么？
【答案】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，故可利用放射性元素做示踪原子．但由于放射线对人体有伤害，一旦研究结束，就希望放射性同位素放出的射线量大大减小，因此，应选择半衰期较短、衰变较快的放射性元素作为示踪原子．1．放射性同位素
(1)概念：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．
(2)人造放射性同位素的特点．
①种类多：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人造放射性同位素已有一千多种．
②化学性质相同：它们有相同质子数，中性原子的核外电子数也相同(只是中子数不同)，化学性质相同．放射性同位素及其应用
③易控制：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．
④废料易处理：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，用的都是人造放射性同位素，而不是天然放射性物质．2．应用
(1)放射线特性的应用
(2)作为示踪原子
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． 例1 为了临床测定病人血液的体积，可根据磷酸盐在血液中将被红血球所吸收这一事实，向病人体内输入适量含有P作示踪原子的血液．先将含有P的血液4 cm3等分为二，其中一份留作标准样品，20 min测量出其放射性强度10 800 s－1；另一份则通过静脉注射进入病人体内，经20 min后，放射性血液分布于全身，再从病人体内抽出血液样品2 cm3，测出其放射性强度为5 s－1，则病人的血液体积为多少？1．(多选)下列哪些应用是将放射性同位素作为示踪原子( )
A．γ射线探伤仪
B．利用含有放射性碘131的油，检测地下油管的漏油情况
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体内的转移和分布情况，找出合理的施肥规律
【答案】BD
【解析】示踪原子利用的是放射性同位素的“放射性标记”，所以只要利用的是放射性同位素的“放射性标记”的，均是作为示踪原子的应用．放射性污染与防护 例2 联合国环境公署对科索沃地区的调查发现，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属铀中提炼铀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可长期危害环境，下列关于其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，不会对环境产生长期污染
C．铀238的衰变速度很快
D．铀的半衰期很长解析：铀238具有放射性，会对环境造成危害，而且由于其半衰期很长，所以这种危害是长期的．故A、D对．
答案：AD
【题后反思】解答本题时应注意以下两点：
(1)放射性会对环境造成污染，对人类造成危害．
(2)铀238的半衰期很长，所以在很长时间内存在污染．2．几十年来人们向巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其中不正确的有( )
A．铀、钚等核废料有放射性
B．铀、钚等核废料的半衰期很长
C．铀、钚等重金属有剧毒
D．铀、钚等核废料会造成爆炸
【答案】D
【解析】放射性对人体组织、生物都有害，核废料的污染主要是放射性，且其半衰期长，在很长时间内具有放射性，故A、B、C说法对；核废料中含有大量重金属，但不会自发爆炸，故D说法错． 例3 如图所示，是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．
(1)请简述自动控制原理．
(2)如果工厂生产的是厚度为1 mm的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用？为什么？创新·综合·提高解析：(1)放射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，将这种变化转变为电信号输入相应位置，使其自动地控制图中右侧的两个轮间的距离，从而达到自动控制铝板厚度的目的．
(2)β射线起主要作用．因为α射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1毫米的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铝板，1毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反应．
【题后反思】这是一道运用放射线的特性解决实际问题的试题．要求同学们对三种射线的穿透性有所了解，并具有一定的表达能力．放射源放出的三种射线的贯穿本领不同，如果遮挡物的厚度不同，会引起贯穿后射线的强度发生变化．利用这一特点，可实现自动控制．
