人教版选修35第34节 探测射线的方法 放射性的应用与防护.docx

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人教版选修35第34节探测射线的方法放射性的应用与防护

（人教版选修3-5）第3、4节　探测射线的方法放射性的应用与防护

19.3　探测射线的方法

19.4　放射性的应用与防护

【重点知识】

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。

【基本知识】

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，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）射线能使照相乳胶。

（3）射线能使荧光物质产生。

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____，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成，于是显示出射线的径迹。

②粒子径迹形状：

α粒子的径迹______

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。

（3）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。

【课堂例题】

例1、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

例2、1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素

Pt。

制取过程如下：

（1）用质子轰击铍靶

Be产生快中子；

（2）用快中子轰击汞

Hg，反应过程可能有两种：

①生成

Pt，放出氦原子核；

②生成

Pt，同时放出质子、中子。

（3）生成的

Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞

Hg。

写出上述核反应方程。

【课后巩固】

1．下列应用放射性同位素不是作为示踪原子的是（　　）

A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况

B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律

C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹

D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺疾病

2．（多选）放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为（　　）

A．放射性同位素不改变其化学性质

B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多

C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关

D．放射性同位素容易制造

3.用α粒子照射充氮的云室，得到如图所示的照片，下列说法中正确的是（　　）

A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹

B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹

C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹

D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹

4．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是（　　）

A．质子，α衰变　　　　　B．电子，α衰变

C．α粒子，β衰变D．正电子，β衰变

5．（多选）有关放射性同位素

P的下列说法正确的是（　　）

A.

P与

X互为同位素

B.

P与其同位素有相同的化学性质

C．用

P制成化合物后它的半衰期变长

D．含有

P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响

6．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上。

（1）

U→

Th＋________；

（2）

Be＋

He→

C＋________；

（3）

Th→

Pa＋________；（4）

P→

Si＋________；

（5）

U＋________→

Sr＋

Xe＋10

n；（6）

N＋

He→

O＋________。

7．（多选）一个质子以1.0×107m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核。

已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是（　　）

A．核反应方程为

Al＋

H→

Si

B．核反应方程为

Al＋

n→

Si

C．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向跟质子的初速度方向一致

D．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向跟质子的初速度方向一致

8．核能是一种高效的能源。

（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄露，核反应堆有三道防护屏障：

燃料包壳、压力壳和安全壳（如图2甲）。

结合图可知，安全壳应当选用的材料是________。

图2

（2）核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后（　　）

A．沉入海底B．放至沙漠

C．运到月球D．深埋地下

（3）如图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。

当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了________射线的辐射。

参考答案：

【课堂例题】：

例1、AC

例2、

（1）

Be＋

H→

B＋

n。

（2）①

Hg＋

n→

Pt＋

He。

②

Hg＋

n→

Pt＋2

H＋

n。

（3）

Pt→

Au＋

e，

Au→

Hg＋

e。

【课后巩固】：

1、解析：

选C　利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用。

选项A、B、D中都是利用了放射性同位素作为示踪原子。

2、解析：

选ABC　放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误。

3、解析：

选D　α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子，入射的是α粒子，所以B是α粒子的径迹，产生的新核质量大电离作用强，所以径迹粗而短，故A是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为D。

4、解析：

选C　根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，钠24衰变后生成镁24，质量数不变，所以只能是β衰变，故只有C正确。

5、解析：

选BD　同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对。

6、解析：

在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律。

对参与反应的所有基本粒子采用左下角（电荷数）配平，左上角（质量数）配平。

未知粒子可根据其电荷数和质量数确定。

如

（1）中电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子（

He），同理确定其他粒子分别为：

中子（

n），电子（

e），正电子（

e），中子（

n），质子（

H）。

答案：

（1）

He　

（2）

n　（3）

e　（4）

e　（5）

n　（6）

H

7、解析：

选AD　由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误。

由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105m/s，即D选项正确。

8、解析：

在核电站中，核反应堆的最外层安全壳用的都是厚厚的混凝土。

对核废料目前最有效的处理方法是深埋地下，并远离水源。

α射线贯穿本领最弱，一张纸就能把它挡住，β射线贯穿本领较强，它能穿透几毫米厚的铝板，γ射线贯穿本领最强，它能穿透几厘米厚的铅板。

答案：

（1）混凝土　

（2）D　（3）β　γ