第5頁19.3探測射線的方法19.4放射性的應用與防護【重點知識】1．1912年英國物理學家威耳遜創(chuàng)造了威耳遜云室。2．射線可使氣體或液體電離，使照相乳膠感光，使熒光物質產生熒光。3．原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程，稱為核反響。4．在核反響中，質量數守恒，電荷數守恒。5．1928年由德國物理學家蓋革與米勒研制成功了用于探測射線的蓋革－米勒計數器。6．1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)現了人工放射性同位素。7．放射性同位素有很多應用，如應用它的射線，或把它作為示蹤原子；放射性同位素也有很多危害。過量的射線對人體組織有破壞作用，同時對水源、空氣等也有污染?！靖局R】一、探測射線的方法1．探測方法(1)組成射線的粒子會使氣體或液體，以這些離子為核心，過飽和的蒸氣會產生，過熱液體會產生。(2)射線能使照相乳膠。(3)射線能使熒光物質產生。2．探測儀器(1)威耳遜云室①原理：粒子在云室內氣體中飛過，使沿途的氣體分子____，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結成，于是顯示出射線的徑跡。②粒子徑跡形狀：α粒子的徑跡______β粒子的徑跡比擬細，而且常常____γ粒子的電離本領很小，在云室中一般看不到它的徑跡(2)氣泡室：氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是，如液態(tài)氫。粒子通過液體時，在它的周圍產生而形成粒子的徑跡。(3)蓋革－米勒計數器①原理：在金屬絲和圓筒間加上一定的電壓，這個電壓稍低于管內氣體的電離電壓，當某種射線粒子進入管內時，它使管內的氣體電離，產生電子……這樣，一個射線粒子進入管中后可以產生大量電子，這些電子到達陽極，正離子到達陰極，在電路中產生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數記錄下來。②優(yōu)點：G-M計數器非常，使用方便。③缺點：只能用來，不能區(qū)分。二、核反響和放射線的應用與防護1．核反響(1)定義：原子核在其他粒子的轟擊下產生的過程。(2)原子核的人工轉變1919年用α粒子轟擊氮原子核，產生了氧的一種同位素，同時產生一個質子。盧瑟福發(fā)現質子的核反響方程：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→。遵循規(guī)律：守恒，守恒。2．人工放射性同位素(1)放射性同位素的定義：有些同位素具有，叫做放射性同位素。(2)人工放射性同位素的發(fā)現：1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)現經過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷eq\o\al(30,15)P。(3)發(fā)現磷同位素的方程：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→。3．放射性同位素的應用與防護(1)應用射線應用射線可以測厚度、醫(yī)療方面的、照射種子培育優(yōu)良品種等。(2)示蹤原子：有關生物大分子的結構及其功能的研究，要借助于。(3)輻射與平安：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，的射線對人體組織有破壞作用。要防止對水源、空氣、用具等的污染?！菊n堂例題】例1、用蓋革－米勒計數器測定放射源的放射強度為每分鐘405次，假設將一張厚紙板放在計數器與放射源之間，計數器幾乎測不到射線。10天后再次測量，測得該放射源的放射強度為每分鐘101次，那么以下關于射線性質及它的半衰期的說法正確的選項是〔〕A．放射源射出的是α射線B．放射源射出的是β射線C．這種放射性元素的半衰期是5天D．這種放射性元素的半衰期是2.5天例2、1993年，中國科學院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt。制取過程如下：(1)用質子轟擊鈹靶eq\o\al(9,4)Be產生快中子；(2)用快中子轟擊汞eq\o\al(204,80)Hg，反響過程可能有兩種：①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核；②生成eq\o\al(202,78)Pt，同時放出質子、中子。(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg。寫出上述核反響方程?！菊n后穩(wěn)固】1．以下應用放射性同位素不是作為示蹤原子的是()A．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況B．把含有放射性元素的肥料施給農作物，根據探測器的測量，找出合理的施肥規(guī)律C．利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋D．給疑心患有甲狀腺病的病人注射碘131，診斷甲狀腺疾病2．(多項選擇)放射性同位素被用做示蹤原子，主要是因為()A．放射性同位素不改變其化學性質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．半衰期與元素所處的物理、化學狀態(tài)無關D．放射性同位素容易制造3.用α粒子照射充氮的云室，得到如下圖的照片，以下說法中正確的選項是()A．A是α粒子的徑跡，B是質子的徑跡，C是新核的徑跡B．B是α粒子的徑跡，A是質子的徑跡，C是新核的徑跡C．C是α粒子的徑跡，A是質子的徑跡，B是新核的徑跡D．B是α粒子的徑跡，C是質子的徑跡，A是新核的徑跡4．用中子轟擊鋁27，產生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后生成鎂24，那么X粒子和鈉的衰變過程分別是()A．質子，α衰變 B．電子，α衰變C．α粒子，β衰變 D．正電子，β衰變5．(多項選擇)有關放射性同位素eq\o\al(30,15)P的以下說法正確的選項是()A.eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素B.eq\o\al(30,15)P與其同位素有相同的化學性質C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對植物的影響6．在中子、質子、電子、正電子、α粒子中選出一個適當的粒子，分別填在以下核反響式的橫線上。(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋________；(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋________；(3)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋________；(4)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋________；(5)eq\o\al(235,92)U＋________→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n；(6)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋________。7．(多項選擇)一個質子以1.0×107A．核反響方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反響方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．硅原子核速度的數量級為107D．硅原子核速度的數量級為1058．核能是一種高效的能源。(1)在核電站中，為了防止放射性物質泄露，核反響堆有三道防護屏障：燃料包殼、壓力殼和平安殼(如圖2甲)。結合圖可知，平安殼應中選用的材料是________。圖2(2)核反響堆中的核廢料具有很強的放射性，目前常用的處理方法是將其裝入特制的容器中，然后()A．沉入海底 B．放至沙漠C．運到月球 D．深埋地下(3)如圖乙是用來監(jiān)測工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射。當胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時，結合圖分析可知工作人員受到了________射線的輻射；當所有照相底片被感光時，工作人員受到了________射線的輻射。參考答案：【課堂例題】：例1、AC例2、(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n。(2)①eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(3,2)He。②eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n。(3)eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)e，eq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e?！菊n后穩(wěn)固】：1、解析：選C利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋是利用γ射線穿透能力強的特點，因此選項C不屬于示蹤原子的應用。選項A、B、D中都是利用了放射性同位素作為示蹤原子。2、解析：選ABC放射性同位素用做示蹤原子，主要是用放射性同位素替代沒有放射性的同位素參與正常的物理、化學、生物的過程，既要利用化學性質相同，也要利用衰變規(guī)律不受物理、化學變化的影響，同時還要考慮放射性的危害，因此，選項A、B、C正確，選項D錯誤。3、解析：選Dα粒子轟擊氮核產生一個新核并放出質子，入射的是α粒子，所以B是α粒子的徑跡，產生的新核質量大電離作用強，所以徑跡粗而短，故A是新核徑跡，質子電離作用弱一些，貫穿作用強，所以細而長的徑跡是質子的徑跡，所以正確選項為D。4、解析：選C根據核反響方程的質量數和電荷數守恒可知X粒子的電荷數為2，質量數為4，所以X為α粒子，鈉24衰變后生成鎂24，質量數不變，所以只能是β衰變，故只有C正確。5、解析：選BD同位素應具有相同的質子數，故A錯；同位素具有相同的化學性質，B對；元素的半衰期與其所處的狀態(tài)無關，C錯；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對。6、解析：在核反響過程中，遵循反響前后電荷數守恒、質量數守恒規(guī)律。對參與反響的所有根本粒子采用左下角(電荷數)配平，左上角(質量數)配平。未知粒子可根據其電荷數和質量數確定。如(1)中電荷數為92－90＝2，質量數為238－234＝4，由此可知為α粒子(eq\o\al(4,2)He)，同理確定其他粒子分別為：中子(eq\o\al(1,0)n)，電子(eq\o\al(0,－1)e)，正電子(eq\o\al(0,1)e)，中子(eq\o\al(1,0)n)，質子(eq\o\al(1,1)H)。答案：(1)eq\o\al(4,2)He(2)eq\o\al(1,0)n(3)eq\o\al(0,－1)e(4)eq\o\al(0,