1、3探测射线的方法 4放射性的应用与防护,第十九章原子核,学科素养与目标要求,1.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素. 2.知道核反应及其遵循的规律.,物理观念：,会书写核反应方程.,科学思维：,1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器. 2.了解放射性同位素在科学与生产领域的应用.,科学探究：,自主预习,01,1.探测射线的理论依据 (1)射线中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 ，过热液体会产生 . (2)射线中的粒子会使照相乳胶 . (3)射线中的粒子会使荧光物质产生 . 2.探测射线的仪器 (1)威耳逊云室： 原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒
2、子在云室内气体中飞过，使沿途的_ 电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心 ，于是显示出射线的径迹.,探测射线的方法,一,雾滴,气泡,感光,荧光,气体分子,凝结成雾滴,粒子径迹形状,高速粒子的径迹又细又直,(2)气泡室：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_ 而形成粒子的径迹. (3)盖革米勒计数器： 优点：GM计数器 ，用它检测射线十分方便. 缺点：只能用来 ，不能区分 .,非常灵敏,计数,粒子的径迹_,低速粒子的径迹又短又粗而且是 的,粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹,弯曲,直而清晰,产生,气泡,射线的种类,1.核反应 (1)定义：原子核在其他粒子的轰
3、击下产生 的过程. (2)原子核的人工转变：卢瑟福用粒子轰击氮原子核，核反应方程 . (3)遵循规律： 守恒，电荷数守恒. 2.人工放射性同位素 (1)放射性同位素：具有 的同位素. (2)人工放射性同位素的发现 1934年， 发现经过粒子轰击的铝片中含有放射性磷P. 发现磷同位素的方程 .,核反应和人工放射性同位素,二,放射性,质量数,约里奥居里夫妇,新原子核,3.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 同位素，而不用天然放射性物质. 4.放射性同位素的应用 (1)在工业上可以用
4、射线来探测工件内部裂痕，称为 射线探伤. (2)农业上用 射线照射种子，会使种子的 发生变异，从而培育出优良品种.利用 作为 来研究农作物对磷肥的吸收情况. 5.辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中， 的射线对人体组织有破坏作用.要防止 对水源、空气、用具等的污染.,遗传基因,示踪原子,人工放射性,过量,放射性物质,1.判断下列说法的正误. (1)云室和气泡室都是应用射线的穿透能力研究射线的轨迹.() (2)盖革米勒计数器既可以统计粒子的数量，也可以区分射线的种类.() (3)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.() (4)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好照射的剂量.
5、() (5)发现质子、发现中子和发现放射性同位素 的核反应均属于原子核的人工转变. (),即学即用,27 60 28,重点探究,02,由于粒子和电子都很小，我们仅凭肉眼看不见，但是在威耳逊云室中，我们却能看到如图所示的粒子和电子的运动轨迹.,导学探究,射线的探测,一,(1)说出威耳逊云室显示粒子和电子的运行轨迹的原理.,答案粒子的径迹：由于粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向，并且它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗. 粒子的径迹：粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改,变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速粒子的径迹又细又直，低速粒子的径迹又短又粗而且是
6、弯曲的.,(2)在威耳逊云室中如何判断粒子所带电荷的正负？,答案把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，判断出粒子所带电荷的正负.,1.三种射线在云室中的径迹比较 (1)粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向.由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗. (2)粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速粒子的径迹又细又直，低速粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的. (3)粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹. 2.不同探测方法的依据 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的.,知识深化,3.盖革米勒计数
7、器 (1)优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它检测十分方便. (2)缺点 不同射线产生的脉冲现象相同，只能用来计数，不能区分射线种类. 如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔小于200 s，则计数器不能区分它们.,例1(多选)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气，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粒子 C.威耳逊云室中径迹细而弯曲的是粒子 D.威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由威耳逊云室判断射线所带电 荷的正负,解析威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体分子电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射
8、线的路径排列，可以显示出射线的径迹，故A正确； 由于粒子的质量大，在气体中飞行时不易改变方向，电离本领大，贯穿本领小，故粒子在云室中的径迹直而粗，故B正确； 粒子的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细而弯曲的是粒子，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.,针对训练1(多选)用盖革米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟404次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是 A.放射源射出的是射线 B.放射源射出的
9、是射线 C.这种放射性元素的半衰期是5天 D.这种放射性元素的半衰期是2.5天,解析由厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透能力最差的射线，选项A正确，B错误； 因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天，C正确，D错误.,1.核反应的实质是什么？它符合哪些规律？,核反应及核反应方程,二,导学探究,答案核反应的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子. 符合质量数和电荷数守恒规律.,2.如何实现原子核的人工转变？
10、常见的人工转变的核反应有哪些？,答案人为地用粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核，可以实现原子核的人工转变. 常见的人工转变的核反应有：,3.医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？,答案半衰期短的.因为半衰期短的放射性废料容易处理.,1.核反应的条件 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.核反应的规律 质量数守恒，电荷数守恒. 3.原子核人工转变的三大发现 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程： (2)1932年查德威克发现中子的核反应方程： (3)1934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：,知识深化,4.人工转变
11、与衰变的比较 (1)不同点：人工转变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；而衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响. (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒.,答案见解析,解析根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程：,总结提升,书写核反应方程时要注意： (1)质量数守恒和电荷数守恒； (2)中间用箭头，不能写成等号； (3)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化.,答案见解析,针对训练2完成下列核反应方程，并指出其中_是发现质子的核反应方程，_是发现中子的
12、核反应方程.,其中发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4).,1.放射性同位素的分类 (1)天然放射性同位素. (2)人工放射性同位素. 2.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.,放射性同位素及应用,三,例3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
13、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象.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. _. _.,(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”),解析根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该短些.,短,(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,解析将放射性同位素15O注入人体后，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.,达
14、标检测,03,1,2,3,4,解析气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似，故A选项正确； 由气泡室内射线的径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析粒子的带电、动量、能量等情况，故B选项正确； 盖革米勒计数器利用射线的电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确； 盖革米勒计数器对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此盖革米勒计数器只能用来计数，不能分析射线的性质，所以D选项错误.,1.(探测射线的方法)(多选)关于放射线的探测，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.由气泡室内射线的径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况 C.盖革米勒计数器探测射线
15、的原理也是利用射线的电离作用 D.盖革米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质,1,2,3,4,2.(核反应方程的书写)用中子轰击氧原子核的核反应方程式为 ，对式中X、a、b的判断正确的是 A.X代表中子，a17，b1 B.X代表电子，a17，b1 C.X代表正电子，a17，b1 D.X代表质子，a17，b1,1,2,3,4,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； 为放射性同位素，可用作示踪原子，故D对.,4.(放射性同位素的应用)在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是 A.应该用射线探测物体的厚度 B.应该用粒子放射源制成“烟雾报警器” C.医院在利用放射线诊断疾病时，用半衰期较长的放射性同位素 D.放射育种中利用射线照射种子，使其遗传基因发生变异,1,2,3,4,
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