2016新课标三维人教物理选修35第十九章原子核第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护.doc

第3、4节探测射线的方法__放射性的应用与防护 1．1912年英国物理学家威耳逊发明了威耳逊云室。 2．射线可使气体或液体电离，使照相乳胶感光，使荧光物质产生荧光。 3．原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。 4．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。 5．1928年由德国物理学家盖革与米勒研制成功了用于探测射线的盖革－米勒计数器。 6．1934年，约里奥—居里夫妇发现了人工放射性同位素。 7．放射性同位素有很多应用，如应用它的射线，或把它作为示踪原子；放射性同位素也有很多危害。过量的射线对人体组织有破坏作用，同时对水源、空气等也有污染。  一、探测射线的方法 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 ①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结成雾滴，于是显示出射线的径迹。 ②粒子径迹形状： α粒子的径迹直而粗 β粒子的径迹比较细，而且常常弯曲 γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹 (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 ①原理：在金属丝和圆筒间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的电离电压，当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。 ②优点：G-M计数器非常灵敏，使用方便。 ③缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类。 二、核反应和放射线的应用与防护 1．核反应 (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 1919年卢瑟福用α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。卢瑟福发现质子的核反应方程：N＋He→O＋H。 遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。 2．人工放射性同位素 (1)放射性同位素的定义：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。 (2)人工放射性同位素的发现：1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷P。 (3)发现磷同位素的方程：He＋Al→P＋n。 3．放射性同位素的应用与防护 (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。 1．自主思考——判一判 (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，要控制好放射的剂量。(√) (5)发现质子、发现中子和发现放射性同位素P的核反应均属于原子核的人工转变。(√) (6)同一种元素的放射性同位素具有相同的半衰期。(×) 2．合作探究——议一议 (1)如何利用云室区别射线的种类？ 提示：利用射线在云室中的径迹区别，直而粗的为α射线，细而长的为β射线。 (2)衰变和原子核的人工转变有什么不同？ 提示：衰变是具有放射性的不稳定核自发进行的变化，原子核的人工转变是利用α粒子、质子、中子或γ光子轰击靶核发生的变化。所有的原子核都可能发生人工转变。 (3)医学上做射线治疗用的放射性元素，使用一段时间后当射线强度降低到一定程度时就需要更换放射材料，原来的材料成为核废料，这些放射治疗选用的放射性元素的半衰期应该很长还是较短？为什么？ 提示：应选用半衰期较短的。因为半衰期短的放射性废料容易处理。当然也不能选用太短的，否则就需要频繁更换放射原料了。  探测射线的方法和仪器 [典例]　(多选)用盖革－米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405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α射线 B．放射源射出的是β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 [思路点拨]　解答本题时应注意以下两点： (1)根据α射线、β射线的穿透能力确定射线的种类。 (2)由半衰期的定义求出该元