第3、4節(jié)/探測(cè)射線的方法—放射性的應(yīng)用與防護(hù)

知識(shí)點(diǎn)一

［探新知?基礎(chǔ)練］

1.探知射線存在的依據(jù)

(1)放射線中的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些粒子為核心，過(guò)飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生霎

滴,過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡。

(2)放射線中的粒子會(huì)使照相乳膠感光。

(3)放射線中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生型。

2.探測(cè)射線的儀器

(1)威耳遜云室：

。粒子的徑跡直而粗。

0粒子的徑跡比較細(xì)，而且常常篁曲。

Y粒子的電離本領(lǐng)很小,在云室中一般看不到它的徑跡。

(2)氣泡室：

粒子通過(guò)液體時(shí)，在它的周圍產(chǎn)生包泡而形成粒子的徑跡，

(3)蓋革一米勒計(jì)數(shù)器：

GM計(jì)數(shù)器非常靈敏，用它檢測(cè)射線十分方便。但不同的射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同,

因此只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的獨(dú)類。

［辨是非］(對(duì)的劃"J”，錯(cuò)的劃“X”)

1.蓋革一米勒計(jì)數(shù)器只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類。(J)

2.利用威耳遜云室不能區(qū)分射線的種類。(X)

［釋疑難?對(duì)點(diǎn)練］

1.探測(cè)原理方面：探測(cè)原理都是利用射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，來(lái)

顯示射線的存在。

2.G.M計(jì)數(shù)器區(qū)分粒子方面：G.M計(jì)數(shù)器不能區(qū)分時(shí)間間隔小于200a的兩個(gè)粒子。

［試身手］

1.在威耳遜云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線徑跡，下列說(shuō)法中正確的是()

A.由于？射線的能量大,容易顯示其徑跡

B.由于［S粒子的速度大，其徑跡粗而且長(zhǎng)

C.由于a粒子的速度小，不易顯示其徑跡

D.由于a粒子的電離作用強(qiáng)，其徑跡直而粗

解析：選D在云室中顯示粒子徑跡是由于粒子引起氣體電離，電離作用強(qiáng)的a粒子

容易顯示其徑跡，因a粒子質(zhì)量較大，飛行時(shí)不易改變方向，所以徑跡直而粗，故只有D

正確。

知識(shí)點(diǎn)二

［探新知?基礎(chǔ)練］

1.核反應(yīng)定義

原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程。

2.原子核的人工轉(zhuǎn)變

人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變

VN+iHe—*VO±lHo

3.遵循原則

質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒。

［辨是非］(對(duì)的劃“，'，錯(cuò)的劃“X”)

1.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：37N+?He=i78O+］H。(X)

2.寫核反應(yīng)方程時(shí)要遵循質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。(V)

［釋疑難?對(duì)點(diǎn)煤］

1.核反應(yīng)的條件

用a粒子、質(zhì)子、中子，甚至用?/光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。

2.核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)

用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核

發(fā)生了轉(zhuǎn)變。

3.原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)

(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：

yN+2He-*9O+IH。

(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：

?Be+ZHe-YC+In。

(3)1934年約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：

WAl+?He-世P+An：&P-我Si++隈

4.人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較

(1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，

需要一定的裝置和條件為能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理化學(xué)條件的影

響。

(2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過(guò)程一樣，在發(fā)生過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前

后粒子總動(dòng)量守恒。

［特別提醒］

(1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭裊示

反應(yīng)方向。

(2)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。

［試身手］

2.(多選)鋁箔被a粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：*Al+?He-X+血。下列判斷正確

的是()

A.An是質(zhì)子B.A11是中子

C.X是aSi的同位素D.X是相P的同位素

解析：選BD由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒先，X是型P,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,

選項(xiàng)D正確；An為中子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。

知識(shí)點(diǎn)二

［探新知?基礎(chǔ)練］

1.放射性同位素的定義

具有放射性的同位素。

2.人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)

(1)1934年約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)a粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷盟。

(2)發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程：?He+aAI-赳P+An.

3.放射性同位素的應(yīng)用

⑴應(yīng)用它的射線。

(2)作為示蹤原子。

4.輻射與安全

人類一直就生活在有放射性的環(huán)境之中，過(guò)量的射線對(duì)人體組織有破壞作用。要防止

放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染。

［辨是非］(對(duì)的劃“，”，錯(cuò)的劃“X”)

1.人工放射性同位素具有控制方便，半衰期短等特點(diǎn)，便于人們使用。(J)

2.因?yàn)樯渚€對(duì)人體組織破壞作用，人要避免一切射線的照射。(X)

［釋疑難?對(duì)點(diǎn)練］

1.放射性同位素

(1)放射性同位素的分類：

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優(yōu)勢(shì)：

①放射強(qiáng)度容易控制；

②可制成各種所需的形狀；

(3)生成的溯Pt發(fā)生兩次衰變，變成檢定的原子核汞迎Hg。

寫出上述核反應(yīng)方程。

［思路點(diǎn)撥］根據(jù)每個(gè)過(guò)程中巳知的原子核、粒子，依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒的原則寫

出核反應(yīng)的方程。

［解析］根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，確定新生核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反

應(yīng)方程。如下：

⑴?Be+1H-?B+An

⑵①淵Hg+Jnf潮Pt+2Hc

②解Hg+An-*WPt+2|H+An

(3)現(xiàn)Ptf糊Au+-M

WAu-*WHg+-?e

［答案］見解析

在涉及核反應(yīng)寫核反應(yīng)方程的問(wèn)題中，需根據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒，依據(jù)已知的原子

核、粒子寫出未知原子核(或粒子)的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后確定是何種原子核(或粒子)。

考向二

［典例2］用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，天然放射性同位素

只不過(guò)40幾種，而今天人工制造的同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有放射性同位素，

放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)疔衛(wèi)生、科研等許多方面得到廣泛應(yīng)用。

(I)帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失，其原因是()

A.射線的貫穿作用

B.射線的電離作用

C.射線的物理、化學(xué)作用

D.以上三個(gè)選項(xiàng)都不是

(2)如圖是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖，若工廠生產(chǎn)的是厚度為1

放射源

mm的鋁板，在a、0、丫三種射線中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度起控制作用鋁板_廳

的是________射線。

飛探測(cè)器

［解析］(1)因放射線的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電荷電性相

反的離子與之中和，所以使臉電器所帶電荷消失。應(yīng)選B項(xiàng)。

(2)a射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度為1mm的鋁板，因而探測(cè)器不能探到；y

射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，穿透1mm厚的鋁板和幾更米厚鋁板在探測(cè)器上很難分辨；0射線也能

穿透幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透鋁板后。射線中的電子數(shù)目不同，探測(cè)器容易分

辨。

［答案］(DB(2)p

［課堂對(duì)點(diǎn)鞏固］

1.原子核2X與笊核汨反應(yīng)生成一個(gè)a粒子和一個(gè)質(zhì)子。由此可知（）

A.A=2tZ=1B.A=2tZ=2

C.A=3>Z=3D.A=3,Z=2

解析：選D寫出核反應(yīng)方程：2X+*Hf?Hc+|H,由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，列方

程A+2=4+l,Z+l=2+l,解得：A=3,Z=2,故答案為D。

2.（多選）用y刀治療腫瘤時(shí)不用麻醉，病人清醒，時(shí)間短，半小時(shí)內(nèi)完成手術(shù)，無(wú)需

住院，因而y刀被譽(yù)為“神刀”。據(jù)報(bào)道，我國(guó)自己研制了旋式？刀，已進(jìn)入各大醫(yī)院為

患者服務(wù)。Y刀治療腦腫瘤主要是利用（）

A.y射線具有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)

B.Y射線具有很強(qiáng)的電離作用

C.y射線具有很高的能量

D.丫射線能很容易地繞過(guò)阻礙物到達(dá)目的地

解析：選AC丁射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，它具有較高的

能量，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，但它的電離作用很小。了刀治療腫瘤是應(yīng)用了其貫穿本領(lǐng)和很高的能

量，故A、C正確。

3.（多選）關(guān)于放射性同位素，以下說(shuō)法正確的是（）

A.放射性同位素與放射性元素一樣，都具有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣

B.放射性同位素衰變可生成另一種新元素

C.放射性同位素只能是天然衰變時(shí)產(chǎn)生的，不能用人工方法制得

D.以上說(shuō)法均不對(duì)

解析：選AB放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化學(xué)因素的影響，衰

變后形成新元素，選項(xiàng)A、H正確；現(xiàn)在的大部分放射性同位索都是人工轉(zhuǎn)變后獲得的，C、

D錯(cuò)誤。

4.為了說(shuō)明用a粒子轟擊氮打出了質(zhì)子是怎樣的一個(gè)物理過(guò)程，布拉凱特在充氮云室

中，用a粒子轟擊氮，在他拍攝的二萬(wàn)多張照片中，終于從四十多萬(wàn)條a粒子徑跡中發(fā)現(xiàn)

了8條產(chǎn)生分叉，這一實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了（）

A.a粒子的數(shù)目很少，與氮發(fā)生相互作用的機(jī)會(huì)很少

B.氮?dú)獾拿芏群苄?，a粒子與氮接觸的機(jī)會(huì)很少

C.氮原子核很小，a粒子接近氮原子核的機(jī)會(huì)很少

D.氮?dú)夂蚢粒子的密度都很小，致使它們接近的機(jī)會(huì)很少

解析：選C氮原子核很小，所以a粒子接近氮原子核的機(jī)會(huì)很少，使得發(fā)生反應(yīng)的

機(jī)會(huì)很少，也就是徑跡分叉的機(jī)會(huì)很少，故正確選項(xiàng)為C。

................［課堂小結(jié)］..................

［課時(shí)跟蹤檢測(cè)十五］

一、單項(xiàng)選擇題

1.威耳遜云室能夠觀察到射線徑跡，是利用（）

A.射線在云室里的穿透本領(lǐng)

B.射線在云室里的化學(xué)效應(yīng)

C.射線在云室里的熱效應(yīng)

I）.射線在云室里的電離作用

解析：進(jìn)D威耳遜云空內(nèi)的酒糖蒸氣達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，如果有射線粒子從室內(nèi)氣

體中飛過(guò)，使沿途的氣體分子電離，過(guò)飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，

這些霧滴沿射線經(jīng)過(guò)的路線排列，就顯示出了射線的徑跡。正確選項(xiàng)為D。

2.關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.利用？射線使空氣電離，消除靜電

B.利用a射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加

C.利用a射線來(lái)治肺癌、食道癌

D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子

解析：選D9或a射線的電離本領(lǐng)較大，可以消除工業(yè)上有害的靜電積累，選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；p射線或丫射線的穿透性強(qiáng)，可以用來(lái)輻射育種、輻射保鮮、消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤等，

選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；放射性同位素跟它的非放射性同住素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子，

選項(xiàng)D正確。

3.用中子轟擊鋁27,產(chǎn)生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后變成鎂24,

則X粒子和鈉的衰變過(guò)程分別是（）

A.質(zhì)子、a衰變B.電子、a衰變

C.a粒于、p衰變D.正電子、p衰變

解析：選C實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒。中子轟擊鋁

27的核反應(yīng)方程為：WAl+g-HNa+?He,鈉24衰變后變成鎂24的核反應(yīng)方程為：

Mg+-?e,所以X粒子是a粒子，鈉的衰變?yōu)?衰變，選項(xiàng)C正確。

4.在下列4個(gè)核反應(yīng)方程中，x表示質(zhì)子的是（）

A型P-H2Si+.r

B.鐫UfTh+x

C.RM+An-WMg+x

D.WAI+meTP+x

解析：選C由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，A中x為正電子+昵，B中x為，He,C中

x為質(zhì)子|H,D中x為中子和，故C正確。

5.用a粒子照射充氮的云室，得到如圖所示的照片，下列說(shuō)法中正

確的是（）

A.4是。粒子的徑跡，8是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡

B.3是a粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡

C.C是a粒子的徑跡，■是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡

D.8是a粒子的徑跡，。是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡

解析：選Da粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個(gè)新核并放出質(zhì)子，入射的是a粒子，所以4是a

粒子的徑跡，產(chǎn)生的新核質(zhì)量大電離作用強(qiáng)，所以徑跡粗而短，故A是新核徑跡，質(zhì)子電

離作用弱一些，貫穿作用強(qiáng)，所以細(xì)而長(zhǎng)的徑跡是質(zhì)子的徑避，所以正確選項(xiàng)為D。

6.在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中，XI、X2、X3和X4各代表某種粒子：

0H+XiTHe+An

?￥N+iHe—>VO+X2

③?Be+?He-*峪C+X3

@?Mg+?He—*Al+X4

以下判斷正確的是（）

A.X】是質(zhì)子B.X2是中子

C.X.、是電子D.X4是質(zhì)子

解析：選D由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：Xi是泅保核）；X2是IH（質(zhì)子）；X3是加（中

子）；X,是IH（質(zhì)子）；故選項(xiàng)D正確。

7.如圖，科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室

中穿過(guò)某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡，云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直

照片向里。云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。分析此徑跡

可知粒子（）

A.帶正電，由下向上運(yùn)動(dòng)

B.帶正電，由上向下運(yùn)動(dòng)

C.帶負(fù)電，由上向下運(yùn)動(dòng)

D.帶負(fù)電，由下向上運(yùn)動(dòng)

解析：選A由題圖可以看出粒子在金屬板上方的運(yùn)動(dòng)半徑比在金屬板下方時(shí)小，由

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式R=不，可知粒子在金屬板上方運(yùn)動(dòng)的速率小，所

以粒子由下往上運(yùn)動(dòng)，B、C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向垂直照片向里，結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)左手

定則可知粒子帶正電，A正確，D錯(cuò)誤。

二、多項(xiàng)選擇題

8.下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的（）

A.利用鉆60治療腫瘤等疾病

B.丫射線探傷

C.利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況

D.把含有放射性同位素與肥料施給農(nóng)作物用以檢測(cè)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律

解析：選CD利用姑60治療腫瘤和丫射線探傷是利用射線能量高，貫穿本領(lǐng)大的特

點(diǎn)，A、B錯(cuò)誤；C、D兩項(xiàng)是利用放射性同位素作為示蹤原子，C、D正確。

9.用蓋革一米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘404次，若將一張厚紙板放在

計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線。10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)

度為每分鐘101次,則下列關(guān)干射線性質(zhì)及放射性元素的半衰期的說(shuō)法正確的是（）

A.放射源射出的是a射線

B.放射源射出的是口射線

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

解析：選AC因厚紙板愷擋住這種射線，可知這種射線是穿透能力最差的a射線，選

項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；因放射性元素原子核個(gè)數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)成正比，10天后測(cè)

出放射強(qiáng)度為原來(lái)的;，說(shuō)明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來(lái)的上由半衰期公式

知，已經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，故半衰期是5天。選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。

10.把放射性同位素作為示蹤原子，主要是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.放射性同位素不改變其化學(xué)性質(zhì)

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(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)