1、放射性的應用與防護,朱雪峰 宜興市張渚高級中學,用 粒子轟擊重金屬(Pt，Au等)薄箔， 粒子發(fā)生不同角度的散射.,2,思考：原子核運動狀態(tài)如何？,一、核反應,問題：若用粒子轟擊輕核，發(fā)生什么現(xiàn)象？原子核保持靜止嗎？,3,1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮原子核，從氮核中打出一種新的粒子.通過在實驗裝置中加進電場和磁場，根據(jù)在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)測出質(zhì)量和電荷，確定新粒子是質(zhì)子.,盧瑟福在論文中寫道： “我們必須作這樣的結(jié)論，氮原子在快速粒子的直接碰撞所產(chǎn)生的的巨力作用下轉(zhuǎn)變了，放出的氫原子曾是氮核的組成部分由整個結(jié)果看出，如果粒子或類似的投射粒子有更大的能量可供實驗的話，我們就可以期望擊破許多輕元

2、素的核結(jié)構(gòu).”,4,盧瑟福的研究生布萊克特(Blackett，1897-1974)利用改進的云室拍攝了粒子撞擊氮核23000多張照片，從四十多萬條粒子的徑跡中確認質(zhì)子的存在.,5,顯示氮原子核俘獲 粒子并發(fā)射一個質(zhì)子的云室照片,云室實驗詳細給出了人工原子核反應過程的細節(jié)(粒子被束縛在氮核中，發(fā)射出一個質(zhì)子)，彌補了盧瑟福只能證明 撞擊氮核偶然發(fā)射出快速質(zhì)子的不足.,1921年，盧瑟福和查德威克發(fā)現(xiàn)硼、氟、鈉、鋁和磷在粒子的轟擊下都能打出質(zhì)子，說明質(zhì)子普遍存在于各種元素中，質(zhì)子是原子核的組成成分. 盧瑟福用 粒子轟擊氮核是世界上最早實現(xiàn)的人工核反應，也是人類有史以來第一次通過有意識的行為改變了原

3、子核.,6,原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應. 在核反應中，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒. 思考：原子核的人工轉(zhuǎn)變與放射性元素的衰變有什么區(qū)別？,7,練一練,8,思考與討論：用粒子轟擊(例如中子、質(zhì)子、粒子等)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)是常用的實驗方法.使用中子轟擊原子核比使用 粒子(或質(zhì)子)有哪些優(yōu)點？ 中子是一種中性粒子，不帶電荷，與物質(zhì)相互作用時幾乎不受原子核外電子的影響，被散射的可能性主要取決于原子核性質(zhì)；原子核對質(zhì)子、粒子有很強的斥力，對中子不存在庫侖斥力.,9,10,二、人工放射性同位素,11,1933年，約里奧-居里夫婦在第七屆索爾維會議上報告，某些物質(zhì)在粒子轟擊下發(fā)射出正電

4、子連續(xù)譜. 經(jīng)過堅持不懈的研究，1934年，約里奧-居里夫婦得到確切結(jié)論.,約里奧-居里夫婦在做實驗,約里奧-居里夫婦在給Nature的信中寫道： “我們最近的一些實驗顯示出了一個十分令人驚奇的事實.鋁箔放在釙制品上受到輻射，如果將該放射性制品移走，正電子的發(fā)射并不立即停止.鋁箔保持有放射性，并且這種放射性的輻射也和一般放射性元素一樣，作指數(shù)衰減.對于硼和鎂，我們也觀察到了同類現(xiàn)象.” “當我們把輻照過的鋁箔溶于鹽酸中，放射性就以氣態(tài)跟隨氫氣逸走了，還可以收集在管中.化學反應必定是形成了氫化磷(PH3)或氫化硅(SiH4)”,12,約里奧-居里夫婦首次實現(xiàn)了人工制造放射性同位素.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒

5、和電荷數(shù)守恒，核反應方程為 是通過核反應制造的人工放射性同位素，不穩(wěn)定，繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣?0，,13,人工放射性的發(fā)現(xiàn)，為放射性同位素研究開辟了一個新領(lǐng)域。與天然放射性物質(zhì)相比，人工放射性同位素具有放射強度可控，可制成各種所需的形狀，半衰期較短等優(yōu)點. 科學家不再僅僅依靠自然界的天然放射性物質(zhì)來研究問題，大大加快了核物理學的發(fā)展速度.人工放射性同位素在國民經(jīng)濟和科學研究的各個領(lǐng)域得到廣泛的應用.,14,三、放射性同位素的應用,閱讀教材77-78頁，了解放射性同位素在各個領(lǐng)域的應用. 射線測厚 放射治療 基因變異 示蹤原子,15,四、輻射與安全,人類一直生活在放射性的環(huán)境中，輻射普遍存在于周圍環(huán)境.

6、 地球上每個角落都有來自宇宙的射線，周圍的巖石、建筑物、建筑材料，裝修材料、日常用品等都具有放射性. 不過這些輻射強度較弱，在安全劑量范圍之內(nèi)，對人體沒有傷害.,16,居里夫人被鐳吞噬了生命,放射性研究初期尚未意識到輻射的危害，沒有采取保護措施.居里夫人由于長期使用放射性鐳開展研究，雙手被鐳燒傷，遍布傷疤.射線入侵骨髓，引起血液病變，居里夫人患上嚴重的惡性貧血癥.居里夫人使用的筆記本在幾十年之后仍然能檢測到很強的放射性. 1934年7月4日，居里夫人逝世于法國阿爾卑斯山療養(yǎng)院.,17,小結(jié),核反應 1.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒正確書寫核反應方程 2.核反應和天然放射性元素衰變區(qū)別 人工放射性同位素 1.人工制造超過1000多種放射性同位素 2.放射性同位素在各個領(lǐng)域具有廣泛應用,18,課堂練習,寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應方程. (1) (鈉核)俘獲1個粒子后放出1個質(zhì)子 (2