放射衰变与放射性同位素的应用1.ppt

甚麼把地心加熱了? 1 衰變三式 例題 2 b ? 衰變 例題 3 例題 4 進度評估 2 – Q1 進度評估 2 – Q2 進度評估 2 – Q3 2 放射衰變的特性 實驗 2a 例題 5 例題 6 進度評估 3 – Q1 進度評估 3 – Q2 進度評估 3 – Q3 進度評估 3 – Q4 進度評估 3 – Q5 考 古 1 : 碳-14年代測定法 生物死去後，身體不會再吸收碳-14，但體內的碳-14卻不斷衰變 ? 透過測定古代遺骸內碳-14的放射強度，就可 以找出遺骸的年代 ? 活着的生物含有固定百分比的碳-12（穩定）和碳-14（帶放射性） ? 碳-14的半衰期 = 5700 年 考 古 1 : 碳-14年代測定法 不適用 ? 1. 非古生物而不含有碳。 2.古代遺骸已超過 60000年(~10 半衰期)(如恐龍化石) 。 考 古 2 : 地質年代測定法 放射性年代測定法 ? 透過測定天然放射性同位素（如鈾-238）的放射強度，推斷岩石和化石的年代 可用來找出地球生命進化和地質歷史等重要資料 工 業 1 : 厚度計 厚度計可檢測輪胎帘布或金屬箔等薄片的厚度。 檢測時，薄片會經過 ? 放射源和探測器之間。 探測器接收到過多的輻射 ? 所製造的薄片過薄 例題 8 厚度計可用來測定紙張、塑膠薄膜或金屬箔等物體的厚度。 在一次測試過程中，放射源向着金屬箔放出 ? 輻射，安裝在另一側的蓋革—彌勒計數器則接收輻射，以探測金屬箔厚度的變化。如果探測器接收到過少或過多的輻射，滾輪施加於金屬箔上的力便會作出調整，以保持金屬箔的厚度不變。 (a) 蓋革—彌勒計數器的讀數增加，表示金屬箔有甚麼變化？ 金屬箔比正常薄。 (b) 如果蓋革—彌勒計數器的讀數增加，滾輪施於金屬箔的力應怎樣調整？ 滾輪施於金屬箔的力應調低，令金屬箔厚度增加。 (c) 為甚麼 (i) ? 放射源和 (ii) ? 放射源不適用於厚度計？ (i) ? 粒子不能穿透金屬箔。 (ii) ? 射線的穿透能力太強 ∴ 穿過金屬箔後，計數器的讀數也不會明 顯減低 工 業 2 : 靜電消除裝置 靜電消除裝置 除去機器中的靜電，以免物件被卡住或紙張被扯破等情況出現 內有一個 ? 放射源（釙-210） ? 把周圍的空氣電離 ? 離子會吸引遊離電子，減少靜電 工 業 3 : 煙霧探測器（火警警報） 有些煙霧探測器中有一個電離間隔 ? 內有一個 ? 放射源（鎇-241）和兩塊帶電金屬板 ? 輻射把間隔內的空氣電離 ? 離子被吸引到兩塊金屬板上，形成電流 火警發生時，煙霧粒子與離子互相碰撞 ? 阻礙離子運動 ? 電流降低 ? 警鐘響起 (半衰期=432 y) 工 業 4 : 示踪物 放出 ? 射線的示踪物可用來探測地下輸油管道和水管是否出現滲漏。 地面的探測器可探測到從管道滲出的放射性同位素。 農 業 1 : 示踪物 在肥料中摻入少量磷-30，可追踪植物吸收肥料的情況，確定農作物所需肥料的分量。 伽瑪射線能殺死微生物，因此用作食物消毒。 輻照過的食物能長期保持新鮮。 正常士多啤梨 輻照士多啤梨 (more) 農 業 2 : 消毒 進度評估 5 – Q1 把放射性同位素與對應的應用範疇連起來。 輻射種類 半衰期 ? 432.2 年 ? 29.12 年 ? 5700 年 ? 5.27 年 考古學 厚度計 煙霧探測器 放射療法 核醫學掃描 文章 p.80 XX/06/2016 交 習題與思考 2.2 完 * b 衰變率 在擲骰類比實驗中， 餘下骰子的數目 ? ? 發生「衰變」的骰子數目 ? 在放射性衰變中， 每秒鐘衰變的放射核數目（衰變率）與未衰變的放射核數目成正比 衰變率︰放射源的放射強度 ? 單位︰每秒鐘的蛻變次數 (s–1) 或貝克 (Bq) 數學上，放射強度 A 與未衰變的放射核數目 N 之間的關係是： A = kN k︰衰變常數，單位是 s–1（數值取決於放射性核素的種類） 衰變常數是在每單位時間內衰變的概率。 c 半衰期 投擲骰子的「衰變」曲線︰ 「未衰變」的骰子數目︰ 從 100 減至 50 ? 約為 3.6 次投擲 從 50 減至 25 ? 約為 3.6 次投擲 ? 要使一半「未衰變」的骰子「衰變」，所需的「時間」為 3.6 次投擲 以鐳-226的衰變為例︰ 2 千萬個 2 千萬個 1 千萬個 3 千萬個 1620 年1 個半衰期 3240 年2 個半衰期 4860 年3 個半衰期 5 百萬個3 千 5 百萬個 核衰變中，每過一段特定時間，未衰變的放射核數目就減少一半。 ? 半衰期 1 2 t 4 千萬個 時間 0 樣本的放射強度 ? 未