高中物理 4.3 让射线造福人类学案 沪科版选修3-5

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1、学案3 让射线造福人类[学习目标定位]1.知道什么是放射性同位素以及获得放射性同位素的方法.2.了解探测射线的几种仪器和方法.3.知道放射性同位素的常见应用.1.三种射线(1)α射线是氦核流,它具有很强的电离作用,但穿透能力很弱;(2)β射线是高速运动的电子流,它有较强的穿透能力,但电离作用较弱;(3)γ射线是能量很高的电磁波,它的电离作用很弱,穿透作用很强.2.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间,叫做这种元素的半衰期.半衰期只与核内部自身的因素有关.3.第一种放射性同位素的发现1934年,约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时,发现了一种具有放射

2、性的新元素P,这种新元素能不断地放射出正电子,核反应方程为:He+Al→P+nP→Si+e4.放射性同位素知多少天然放射性同位素只有几十种,而人们利用原子反应堆和加速器生产的放射性同位素已达2_000多种.5.探测射线的仪器和方法(1)计数器①原理:计数器的主要部分是计数管.射线进入管内,使管内气体发生一连串的电离,从而使计数管电路中出现一个相当强的脉冲电流.②作用:记录粒子进入管的次数.(2)云室①原理:射线使气体分子电离产生离子,过饱和汽以这些离子为核心凝结成一条雾迹.②作用:显示粒子的径迹.(3)乳胶照相①原理:高速运动的带电粒子能使照相底片感光.②作

3、用:记录粒子径迹.6.射线的应用(1)作为射线源①检查物体内部情况,检查产品的密度和厚度.②利用射线的生物效应,消灭害虫、杀菌消毒、治疗癌症等.③利用射线的化学效应,促进高分子化合物的聚合反应,以制造各种塑料或改善塑料的性能等.(2)作为示踪原子一种元素的各种同位素具有相同的化学性质,而用放射性同位素制成的化合物,经历各种过程时会不断地放出射线,由此可以掌握它的踪迹.7.放射性污染及其防护(1)危害:过强的射线(包括电磁辐射)会对生物体造成危害.(2)防护①使用放射性物质时必须严格遵守操作规程,不准用手接触;②废弃不用的放射性物质,应交有关部门处理,或者在指

4、定地点深埋于地下,并远离水源.特别要注意防止放射性物质对空气、水源和食品的污染.一、对核反应方程的再认识例1 完成下列核反应方程,并说明哪些属于人工转变核反应,哪些属于衰变,及人工转变核反应和衰变有什么不同.(1)N+(  )→O+H(2)Be+He→C+(  )(3)B+He→(  )+n(4)Al+He→P+(  ),P→Si+(  )(5)Li+n→(  )+He(6)Co+(  )→Co+γ(7)U→Th+(  )(8)Th→Pa+(  )答案 (1)N+(He)→O+H,人工转变核反应(2)Be+He→C+(n),人工转变核反应(3)B+He→(N

5、)+n,人工转变核反应(4)Al+He→P+(n),人工转变核反应P→Si+(e),β衰变(5)Li+n→(H)+He,人工转变核反应(6)Co+(n)→Co+γ,人工转变核反应(7)U→Th+(He),α衰变(8)Th→Pa+(e),β衰变人工转变核反应和衰变的比较见要点提炼.[要点提炼]人工转变核反应与衰变的比较1.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;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,在发生的过程中质量数与电荷数都守恒;反应前后粒子总

6、动量守恒.二、放射性同位素的应用[要点提炼]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.人工放射性同位素的优势(1)种类多.天然放射性同位素只有几十种,而人工放射性同位素有2000多种.(2)放射强度容易控制.(3)可制成各种所需的形状.(4)半衰期短,废料易处理.3.放射性同位素的应用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性.(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异,杀死腐败细菌、抑制发芽等.(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.例2 近几年来,我国北京、上海、山东、洛阳、广

7、州等地引进了十多台γ刀,治疗患者5000余例,效果极好,成为治疗肿瘤的最佳仪器.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,因而γ刀被誉为“神刀”.据报道,我国自己研制的旋转式γ刀性能更好,其即将进入各大医院为患者服务.γ刀治疗肿瘤主要是利用(  )A.γ射线具有很强的穿透能力B.γ射线具有很强的电离作用C.γ射线波长很短具有很高的能量D.γ射线很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置解析 γ射线是一种波长很短的电磁波,具有较高的能量,它的穿透本领很强,甚至可以穿透几厘米厚的铅板,但它的电离作用很弱.用γ刀治疗脑肿瘤时,通常是同时

8、用多束γ射线,使它们穿透脑颅和健康区域在肿瘤处会聚,

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