19.4 放射性的应用与防护—人教版高中物理选修3-5课件(共66张PPT)
文档属性
| 名称 | 19.4 放射性的应用与防护—人教版高中物理选修3-5课件(共66张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 28.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-27 18:01:57 | ||
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文档简介
(共66张PPT)
高中物理课程（选修3-5）
——
19.4
放射性的应用与防护
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part
One
某粒子在气泡室里的径迹
气泡室的优点：
①它的空间和时间分辨率高；
②工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。
气泡室的缺点：
①扫描和测量时间还嫌太长；
②体积有限，而且甚为昂贵，
前情回顾
课后作业讲评
【作1】用威尔逊云室探测射线时，为什么α粒子的径迹直而清晰？为什么利用威尔逊云室一般看不到γ粒子的径迹？
【解析】用云室可以清楚地看出α粒子和β粒子的径迹。α粒子质量比较大，在气体中行进时不易改变方向，它的电离本领大，在每厘米的路程中能使气体分子产生10000对离子，所以它的径迹直而清晰。?
γ粒子的电离本领更小，在云室中一般不直接留下径迹
节
章
要点解析
Part
Two
了解几个著名的人工核反应
理解放射性同位素的概念?
人工核反应和放射性同位素
定义：
原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程
规律：
在核反应中，质量数和电荷数都守恒
实质：
以基本粒子（?
?
粒子、质子、中子等）为“炮弹”去轰击原子核（靶核?
?
），从而促使原子核发生变化，生成了新原子核（?
?），并放出某一粒子
核反应
几个人工核转变：
①卢瑟福发现质子的核反应方程
②查德威克发现中子的核反应方程
注意：核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化
核反应
不同点：
原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生。衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响。
人工转变核反应和衰变有何相同和不同？
人工转变核反应与衰变
相同点：
人工转变与衰变过程一样，在发生的过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒。
这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在S屏上，
这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。
这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
卢瑟福在实验（用α粒子轰击氮原子核）中发现，
往容器C
中通入氮气后，
在荧光屏S上出现了闪光
质子的发现
为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：
带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800
多倍。卢瑟福把它叫做质子，质子的符号是
H
或
P
卢瑟福在实验室
卢瑟福
质子的发现
英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒子径迹中，发现了8条产生分叉的记录
分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。
新核的电量较大，速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长．
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程
显示放射性的云室
质子的发现
根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核。
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分
质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。
质子的发现
1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线．
这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．
经检测，射线的能量在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量．
中子的发现
1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡。
结果竟从中打出能量约5.7
MeV的质子。
这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子的质量近乎0，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量是电子的1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？
约里奥·居里夫妇
中子的发现
如果认为轰击石蜡的射线是γ射线，那么光子的能量应达55
MeV，这与实际测得的射线能量10
MeV相去甚远．
这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。
面对55eV与10eV的矛盾
，他们还是十分牵强地解释为其它的原因，并于1932年1月11日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论。
中子的发现
他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中子。
他决定用云室的方法探测射线的速度和质量。
1932年1月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！
查德威克
中子的发现
他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射线的可能，
又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质子质量差不多。
他还根据自旋确定不带电的粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒子，他称之为中子。
就这样，仅用了十天时间，成功地证实了这种中性射线就是中子流。
当之无愧地成为“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。
查德威克
中子的发现
“机遇只偏爱有准备的头脑”
中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的“炮弹”。
人们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。
在此以前，可供研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”。
中子的发现
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过?
?
粒子轰击的铝片中含有放射性磷
?
?
粒子轰击铝的核反应方程
反应生成物?
?
是磷的一种同位素，自然界没有天然的?
?
?
?
，它是通过核反应生成的人工放射性同位素
人工放射性同位素
放射性同位素
天然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工方法得到的放射性同位素有一千多种，因而放射性同位素有着广泛的用途。
由于同位素的核电荷数相同，所以化学性质相同。
人工放射性同位素
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
①放射强度容易控制
②可以制成各种需要的形状
③半衰期更短
④放射性废料容易处理
人工放射性同位素
正电子的质量跟电子相同，所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷，
更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。
原来，铝核被粒子击中后发生了下面的反应
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，
约里奥·居里夫妇
人工放射性同位素
反应生成物P是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，核衰变方程如下：
用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现。
后来人们用质子、氘核、中子和光子轰击原子核，也得到了放射性同位素。
人工放射性同位素
了解α射线和β射线的主要应用
了解同位素示踪
了解辐射的危险性?
放射性的应用和防护
可用来消除静电
其原理是利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电
一般作为测量手段使用，用来测定薄物的厚度及密度
其原理是利用其穿过薄物或经过薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测定薄物的厚度与密度
在工业上用来透视各种产品，以达到无损探伤的目的
对生物组织会产生物理、化学的效应，能引起生物体内DNA的变异，可用来培育良种，也可用来杀死癌细胞
下面，我们看一下具体的应用情境
?穿透能力极强，比
X射线要强很多倍
带电，能量大，其电离作用很强
放射性的应用——利用它的射线
①利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制
放射线测厚仪
射线测厚装置原理
放射性的应用——利用它的射线
②由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．
钴60发出的γ射线能穿透70cm厚的金属材料，使底片感光，从而可以检查出有没有缺陷存在和缺陷所在的部位
γ射线探伤仪
放射性的应用——利用它的射线
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处理棉花杂交的后代育成的。
放射性的应用——利用它的射线
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
左上方的马铃薯没经过γ
射线照射，
右下方的被γ
射线照射的剂量最大，
左下方保存最好的马铃薯被γ
射线照射的剂量适中。
被不同剂量γ
射线照射后的马铃薯8个月后的情况
放射性的应用——利用它的射线
粮食储存
射线的照射能延长草莓的保质期
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
放射性的应用——利用它的射线
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
放射性的应用——利用它的射线
利用放射性元素与非放射性元素有相同的化学性质
把放射性同位素的原子及其化合物通过物理或化学反应的方式掺到其他物质中，然后用探测仪器进行追踪，以了解放射性同位素在其他物质中的位置、数量、运动和迁移情况，这种使物质带有“放射性标记”的放射性原子称为示踪原子
示踪原子在工业、农业、医学等各个学科及实际生产生活中的用途十分广泛
放射性的应用——作为示踪原子
①在工业上，可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况
放射性的应用——作为示踪原子
②在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间
棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．
但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．
如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．
植物吸收了放射性磷32后的照片
放射性的应用——作为示踪原子
③在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤耳朵部位和范围
人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚集在甲状腺内．
给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病．
用碘-131诊断甲状腺
放射性的应用——作为示踪原子
在地质学上，利用射线勘探矿藏
利用动植物残骸中?
?
?
的含量与活生物体中的对比来确定死亡时间
放射性的其他应用
1945年美国向日本的广岛和长崎投了两枚原子弹，当日炸死十多万人，另有无数平民受到辐射后患有各种疾病。
遭原子弹炸后的广岛
原子弹在长崎爆炸瞬间
放射性的危害
1987年切尔诺贝利核电站发生泄漏造成了大量人员伤亡，至今这片土地仍是生物的禁区
核泄漏发生后的4号反应堆
核泄漏后出生的变异小牛
放射性的危害
美国在近几年发动的海湾战争和科索沃战争中使用了含有放射性的贫铀弹使人们患上莫名其妙的疾病
海湾战争中患上“海湾战争综合症”的士兵
贫铀弹
放射性的危害
蕾姆是测量辐射对人体伤害的剂量单位
1蕾姆=0.01J/kg
通常的一次X光照射，其照射剂量为0.01蕾姆
一次突然地对全身25~100蕾姆剂量的照射，会使血液发生短期的变化，但人可能感受不到；
当剂量为100~300蕾姆时会引起辐射疾病如发烧、呕吐、脱发，白细胞和红细胞减少、血管脆弱造成内出血和外出血甚至皮下出血；
500蕾姆剂量会引起50%人死亡；
1000蕾姆能使人30天内死亡；
10000蕾姆则几小时内死亡
放射性的危害
放射线对人体的危害与很多因素有关：
接触射线的时间越长危害越大；
距离射线源越近危害越大；
全身照射比局部照射危害大；
大剂量照射比小剂量照射危害大
20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性
放射性的危害
放射性对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子核分子产生作用，如电离、激发、分解等。这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA的分子结构，造成畸形、肿瘤、生育功能损伤等
在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。
有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。
沥青铀矿
放射性的危害
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的危害
广岛原子弹爆炸后的幸存者
放射性的危害
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的污染
福岛核泄漏后变异的萝卜
福岛核泄漏后变异的土豆
福岛核泄漏后变异的茄子
放射性的污染
福岛核泄漏后变异的多脸向日葵
福岛核泄漏后变异的西红柿
福岛核泄漏后变异的鲶鱼
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的污染
放射性的污染
现在在日本发生事故的核电站周围，放射性物质对人体的伤害简单说可以分为两种：
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的污染
一个是内照射
内照射就是放射性物质进入了人体。因此需要出门时带上口罩，防止从呼吸道进入；再一个就是对吃的食品严格把关，如叶类蔬菜多清洗几次
一个是外照射
外照射就是因为环境中放射性物质对人体的照射，应尽量远离被污染的地区，若必须进入这些地区，应穿长裤和帽子口罩，回到家中尽快洗澡，以清除落在身上的放射性灰尘
放射性的污染
2、屏蔽防护
在放射源的周围设置能够吸收和阻挡放射线的屏蔽物体
核反应堆外层的厚厚的水泥建筑
1、距离防护
国际通用的放射性标志
放射性的防护
3、时间防护
从事与放射性有关的工作时，遵守工作时长，不长时间处于放射线周围
4、仪器检测
检测辐射仪器
全身污染检测仪
放射性的防护
操作放射性物质的设备
在防护状态下操作放射性物质
放射性的防护
吸烟
烟叶中有放射性物质
一个人一天吸一包半香烟
一年相当于照300次胸透
大理石
不同颜色大理石的放射性不同
颜色越鲜艳，往往放射性比较强
颜色越平缓，往往放射性比较弱
房屋装修常用浅色的大理石
生活中具有放射性的物质
生活中，哪些植物可以吸收放射线呢？
仙人球
海带
大蒜
生活中具有放射性的物质
节
章
题型演练
Part
Three
例题讲解（人工核反应和放射性同位素）
【例1】写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）?
?
?（钠核）俘获1个α粒子后放出1个质子；
（2）?
?
?（铝核）俘获1个α粒子后放出1个中子；
（3）?
?
?（氧核）俘获1个中子后放出1个质子；
（4）?
?
?（硅核）俘获1个质子后放出1个中子
【练1】完成下列核反应方程。
变式训练（人工核反应和放射性同位素）
例题讲解（放射性的应用与防护）
【例2】（多选）下列事件中属于核辐射给人类带来环境灾难的是（
）
A.
日本福岛大地震引起的第一核电站1至4号机组核废料池泄漏
B.
以美国为首的北约军队在科索沃、伊拉克和利比亚大量使用贫铀弹
C.
汶川大地震
D.
前苏联切尔诺贝利核电站爆炸
ABD
变式训练（放射性的应用与防护）
【练2】下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的（
）
A.
γ射线探伤仪
B.
用射线照射植物种子
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
D
节
章
课程总结
Part
Four
原子核人工转变的三大发现
①1919年卢瑟福发现质子的核反应方程
②1932年查德威克发现中子的核反应方程
③1934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：
小结
放射性的应用
射线应用
示踪原子
探伤仪
培育新种
保存食物
消除有害静电
消灭害虫
治疗恶性肿瘤
农作物检测
诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究
小结
1、核反应基本上可分为两大类：
??
??
?
（发现质子的核反应）
（发现中子的核反应）
2、放射性同位素的应用
一是自然衰变（天然放射性衰变）
二是人工衰变（人工转变）
小结
节
章
课后作业
Part
Five
课后作业
【作1】存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？
大
谢
谢
家
课后作业讲评
【解析】
在医院的放射室看见过这个标志。一般情况要远离这些地方，特殊情况下要在医生指导下进出这些场所。
【作1】存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？
高中物理课程（选修3-5）
——
19.4
放射性的应用与防护
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part
One
某粒子在气泡室里的径迹
气泡室的优点：
①它的空间和时间分辨率高；
②工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。
气泡室的缺点：
①扫描和测量时间还嫌太长；
②体积有限，而且甚为昂贵，
前情回顾
课后作业讲评
【作1】用威尔逊云室探测射线时，为什么α粒子的径迹直而清晰？为什么利用威尔逊云室一般看不到γ粒子的径迹？
【解析】用云室可以清楚地看出α粒子和β粒子的径迹。α粒子质量比较大，在气体中行进时不易改变方向，它的电离本领大，在每厘米的路程中能使气体分子产生10000对离子，所以它的径迹直而清晰。?
γ粒子的电离本领更小，在云室中一般不直接留下径迹
节
章
要点解析
Part
Two
了解几个著名的人工核反应
理解放射性同位素的概念?
人工核反应和放射性同位素
定义：
原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程
规律：
在核反应中，质量数和电荷数都守恒
实质：
以基本粒子（?
?
粒子、质子、中子等）为“炮弹”去轰击原子核（靶核?
?
），从而促使原子核发生变化，生成了新原子核（?
?），并放出某一粒子
核反应
几个人工核转变：
①卢瑟福发现质子的核反应方程
②查德威克发现中子的核反应方程
注意：核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化
核反应
不同点：
原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生。衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响。
人工转变核反应和衰变有何相同和不同？
人工转变核反应与衰变
相同点：
人工转变与衰变过程一样，在发生的过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒。
这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在S屏上，
这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。
这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
卢瑟福在实验（用α粒子轰击氮原子核）中发现，
往容器C
中通入氮气后，
在荧光屏S上出现了闪光
质子的发现
为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：
带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800
多倍。卢瑟福把它叫做质子，质子的符号是
H
或
P
卢瑟福在实验室
卢瑟福
质子的发现
英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒子径迹中，发现了8条产生分叉的记录
分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。
新核的电量较大，速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长．
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程
显示放射性的云室
质子的发现
根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核。
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分
质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。
质子的发现
1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线．
这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．
经检测，射线的能量在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量．
中子的发现
1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡。
结果竟从中打出能量约5.7
MeV的质子。
这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子的质量近乎0，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量是电子的1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？
约里奥·居里夫妇
中子的发现
如果认为轰击石蜡的射线是γ射线，那么光子的能量应达55
MeV，这与实际测得的射线能量10
MeV相去甚远．
这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。
面对55eV与10eV的矛盾
，他们还是十分牵强地解释为其它的原因，并于1932年1月11日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论。
中子的发现
他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中子。
他决定用云室的方法探测射线的速度和质量。
1932年1月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！
查德威克
中子的发现
他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射线的可能，
又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质子质量差不多。
他还根据自旋确定不带电的粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒子，他称之为中子。
就这样，仅用了十天时间，成功地证实了这种中性射线就是中子流。
当之无愧地成为“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。
查德威克
中子的发现
“机遇只偏爱有准备的头脑”
中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的“炮弹”。
人们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。
在此以前，可供研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”。
中子的发现
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过?
?
粒子轰击的铝片中含有放射性磷
?
?
粒子轰击铝的核反应方程
反应生成物?
?
是磷的一种同位素，自然界没有天然的?
?
?
?
，它是通过核反应生成的人工放射性同位素
人工放射性同位素
放射性同位素
天然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工方法得到的放射性同位素有一千多种，因而放射性同位素有着广泛的用途。
由于同位素的核电荷数相同，所以化学性质相同。
人工放射性同位素
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
①放射强度容易控制
②可以制成各种需要的形状
③半衰期更短
④放射性废料容易处理
人工放射性同位素
正电子的质量跟电子相同，所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷，
更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。
原来，铝核被粒子击中后发生了下面的反应
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，
约里奥·居里夫妇
人工放射性同位素
反应生成物P是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，核衰变方程如下：
用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现。
后来人们用质子、氘核、中子和光子轰击原子核，也得到了放射性同位素。
人工放射性同位素
了解α射线和β射线的主要应用
了解同位素示踪
了解辐射的危险性?
放射性的应用和防护
可用来消除静电
其原理是利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电
一般作为测量手段使用，用来测定薄物的厚度及密度
其原理是利用其穿过薄物或经过薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测定薄物的厚度与密度
在工业上用来透视各种产品，以达到无损探伤的目的
对生物组织会产生物理、化学的效应，能引起生物体内DNA的变异，可用来培育良种，也可用来杀死癌细胞
下面，我们看一下具体的应用情境
?穿透能力极强，比
X射线要强很多倍
带电，能量大，其电离作用很强
放射性的应用——利用它的射线
①利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制
放射线测厚仪
射线测厚装置原理
放射性的应用——利用它的射线
②由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．
钴60发出的γ射线能穿透70cm厚的金属材料，使底片感光，从而可以检查出有没有缺陷存在和缺陷所在的部位
γ射线探伤仪
放射性的应用——利用它的射线
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处理棉花杂交的后代育成的。
放射性的应用——利用它的射线
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
左上方的马铃薯没经过γ
射线照射，
右下方的被γ
射线照射的剂量最大，
左下方保存最好的马铃薯被γ
射线照射的剂量适中。
被不同剂量γ
射线照射后的马铃薯8个月后的情况
放射性的应用——利用它的射线
粮食储存
射线的照射能延长草莓的保质期
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
放射性的应用——利用它的射线
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等
放射性的应用——利用它的射线
利用放射性元素与非放射性元素有相同的化学性质
把放射性同位素的原子及其化合物通过物理或化学反应的方式掺到其他物质中，然后用探测仪器进行追踪，以了解放射性同位素在其他物质中的位置、数量、运动和迁移情况，这种使物质带有“放射性标记”的放射性原子称为示踪原子
示踪原子在工业、农业、医学等各个学科及实际生产生活中的用途十分广泛
放射性的应用——作为示踪原子
①在工业上，可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况
放射性的应用——作为示踪原子
②在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间
棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．
但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．
如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．
植物吸收了放射性磷32后的照片
放射性的应用——作为示踪原子
③在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤耳朵部位和范围
人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚集在甲状腺内．
给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病．
用碘-131诊断甲状腺
放射性的应用——作为示踪原子
在地质学上，利用射线勘探矿藏
利用动植物残骸中?
?
?
的含量与活生物体中的对比来确定死亡时间
放射性的其他应用
1945年美国向日本的广岛和长崎投了两枚原子弹，当日炸死十多万人，另有无数平民受到辐射后患有各种疾病。
遭原子弹炸后的广岛
原子弹在长崎爆炸瞬间
放射性的危害
1987年切尔诺贝利核电站发生泄漏造成了大量人员伤亡，至今这片土地仍是生物的禁区
核泄漏发生后的4号反应堆
核泄漏后出生的变异小牛
放射性的危害
美国在近几年发动的海湾战争和科索沃战争中使用了含有放射性的贫铀弹使人们患上莫名其妙的疾病
海湾战争中患上“海湾战争综合症”的士兵
贫铀弹
放射性的危害
蕾姆是测量辐射对人体伤害的剂量单位
1蕾姆=0.01J/kg
通常的一次X光照射，其照射剂量为0.01蕾姆
一次突然地对全身25~100蕾姆剂量的照射，会使血液发生短期的变化，但人可能感受不到；
当剂量为100~300蕾姆时会引起辐射疾病如发烧、呕吐、脱发，白细胞和红细胞减少、血管脆弱造成内出血和外出血甚至皮下出血；
500蕾姆剂量会引起50%人死亡；
1000蕾姆能使人30天内死亡；
10000蕾姆则几小时内死亡
放射性的危害
放射线对人体的危害与很多因素有关：
接触射线的时间越长危害越大；
距离射线源越近危害越大；
全身照射比局部照射危害大；
大剂量照射比小剂量照射危害大
20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性
放射性的危害
放射性对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子核分子产生作用，如电离、激发、分解等。这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA的分子结构，造成畸形、肿瘤、生育功能损伤等
在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。
有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。
沥青铀矿
放射性的危害
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的危害
广岛原子弹爆炸后的幸存者
放射性的危害
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的污染
福岛核泄漏后变异的萝卜
福岛核泄漏后变异的土豆
福岛核泄漏后变异的茄子
放射性的污染
福岛核泄漏后变异的多脸向日葵
福岛核泄漏后变异的西红柿
福岛核泄漏后变异的鲶鱼
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的污染
放射性的污染
现在在日本发生事故的核电站周围，放射性物质对人体的伤害简单说可以分为两种：
原子弹爆炸、核电站泄漏会产生严重的污染
一个是内照射
内照射就是放射性物质进入了人体。因此需要出门时带上口罩，防止从呼吸道进入；再一个就是对吃的食品严格把关，如叶类蔬菜多清洗几次
一个是外照射
外照射就是因为环境中放射性物质对人体的照射，应尽量远离被污染的地区，若必须进入这些地区，应穿长裤和帽子口罩，回到家中尽快洗澡，以清除落在身上的放射性灰尘
放射性的污染
2、屏蔽防护
在放射源的周围设置能够吸收和阻挡放射线的屏蔽物体
核反应堆外层的厚厚的水泥建筑
1、距离防护
国际通用的放射性标志
放射性的防护
3、时间防护
从事与放射性有关的工作时，遵守工作时长，不长时间处于放射线周围
4、仪器检测
检测辐射仪器
全身污染检测仪
放射性的防护
操作放射性物质的设备
在防护状态下操作放射性物质
放射性的防护
吸烟
烟叶中有放射性物质
一个人一天吸一包半香烟
一年相当于照300次胸透
大理石
不同颜色大理石的放射性不同
颜色越鲜艳，往往放射性比较强
颜色越平缓，往往放射性比较弱
房屋装修常用浅色的大理石
生活中具有放射性的物质
生活中，哪些植物可以吸收放射线呢？
仙人球
海带
大蒜
生活中具有放射性的物质
节
章
题型演练
Part
Three
例题讲解（人工核反应和放射性同位素）
【例1】写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）?
?
?（钠核）俘获1个α粒子后放出1个质子；
（2）?
?
?（铝核）俘获1个α粒子后放出1个中子；
（3）?
?
?（氧核）俘获1个中子后放出1个质子；
（4）?
?
?（硅核）俘获1个质子后放出1个中子
【练1】完成下列核反应方程。
变式训练（人工核反应和放射性同位素）
例题讲解（放射性的应用与防护）
【例2】（多选）下列事件中属于核辐射给人类带来环境灾难的是（
）
A.
日本福岛大地震引起的第一核电站1至4号机组核废料池泄漏
B.
以美国为首的北约军队在科索沃、伊拉克和利比亚大量使用贫铀弹
C.
汶川大地震
D.
前苏联切尔诺贝利核电站爆炸
ABD
变式训练（放射性的应用与防护）
【练2】下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的（
）
A.
γ射线探伤仪
B.
用射线照射植物种子
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
D
节
章
课程总结
Part
Four
原子核人工转变的三大发现
①1919年卢瑟福发现质子的核反应方程
②1932年查德威克发现中子的核反应方程
③1934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：
小结
放射性的应用
射线应用
示踪原子
探伤仪
培育新种
保存食物
消除有害静电
消灭害虫
治疗恶性肿瘤
农作物检测
诊断器质性和功能性疾病
生物大分子结构及功能研究
小结
1、核反应基本上可分为两大类：
??
??
?
（发现质子的核反应）
（发现中子的核反应）
2、放射性同位素的应用
一是自然衰变（天然放射性衰变）
二是人工衰变（人工转变）
小结
节
章
课后作业
Part
Five
课后作业
【作1】存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？
大
谢
谢
家
课后作业讲评
【解析】
在医院的放射室看见过这个标志。一般情况要远离这些地方，特殊情况下要在医生指导下进出这些场所。
【作1】存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？