1、3 探測(cè)射線(xiàn)的方法 4 放射性的應(yīng)用與防護(hù)目標(biāo)定位1.了解探測(cè)射線(xiàn)的幾種方法，熟悉探測(cè)射線(xiàn)的幾種儀器.2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.知道核反應(yīng)及其遵從的規(guī)律，會(huì)正確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程.4.了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用一、探測(cè)射線(xiàn)的方法1探測(cè)射線(xiàn)的理論依據(jù)(1)放射線(xiàn)中的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生霧滴，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡(2)放射線(xiàn)中的粒子會(huì)使照相乳膠感光(3)放射線(xiàn)中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光2探測(cè)射線(xiàn)的儀器(1)威耳遜云室：原理：當(dāng)酒精蒸氣達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，粒子在云室內(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)

2、成霧滴，于是顯示出射線(xiàn)的徑跡(2)氣泡室：氣泡室里裝的是液體，如液態(tài)氫粒子通過(guò)過(guò)熱液體時(shí)，在它的周?chē)a(chǎn)生氣泡而形成粒子的徑跡(3)蓋革米勒計(jì)數(shù)器：優(yōu)點(diǎn)：GM計(jì)數(shù)器非常靈敏，用它檢測(cè)射線(xiàn)十分方便缺點(diǎn)：只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線(xiàn)的種類(lèi)【深度思考】三種射線(xiàn)肉眼都看不見(jiàn)，結(jié)合上述三種儀器，說(shuō)說(shuō)探測(cè)射線(xiàn)的原理是什么？答案探測(cè)射線(xiàn)的原理都是利用射線(xiàn)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(xiàn)的存在如威爾遜云室利用射線(xiàn)的電離性質(zhì)使過(guò)飽和酒精蒸氣凝結(jié)成霧滴來(lái)顯示射線(xiàn)的徑跡；氣泡室是讓射線(xiàn)粒子周?chē)纬蓺馀輥?lái)顯示徑跡；蓋革米勒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生脈沖放電顯示徑跡【例1】在威耳遜云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線(xiàn)徑跡，下列說(shuō)法中

3、正確的是()A由于射線(xiàn)的能量大，容易顯示其徑跡B由于粒子的速度大，其徑跡粗而且長(zhǎng)C由于粒子的速度小，不易顯示其徑跡D由于粒子的電離作用強(qiáng)，其徑跡直而粗解析在云室中顯示粒子徑跡是由于引起氣體電離，電離作用強(qiáng)的粒子容易顯示其徑跡，因質(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正確答案D二、核反應(yīng)1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遵循規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒3原子核的人工轉(zhuǎn)變盧瑟福用粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素(氧17)和一個(gè)質(zhì)子，核反應(yīng)方程為HeNOH，第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變【深度思考】核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？答案用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打

4、開(kāi)，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變【例2】完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中_是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，_是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程(1) NnC_(2)NHeO_(3)Bn_He(4)BeHe_n(5)FeHCo_解析(1)7NnCH(2) NHeOH(3)BnLiHe(4)BeHe6Cn(5)FeHCon其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是(2)，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是(4)答案見(jiàn)解析書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程的四條重要原則(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭，不能寫(xiě)成等號(hào)；(3)能量守恒(中學(xué)階段不作要求)；(4)核反應(yīng)必須是實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)生的三、人工放射性同位素1有些同位素具有放射性，叫放射性同位素21

5、934年，約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷P，核反應(yīng)方程為HeAlPn.四、放射性同位素的應(yīng)用1在工業(yè)上可以用射線(xiàn)來(lái)探測(cè)工件內(nèi)部裂痕，稱(chēng)為探傷，也可以用射線(xiàn)照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，從而培育出新品種2農(nóng)業(yè)上利用P作為示蹤原子來(lái)研究農(nóng)作物對(duì)磷肥的吸收情況3輻射與安全：人類(lèi)一直生活在放射性的環(huán)境中，過(guò)量的射線(xiàn)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【深度思考】原子核的人工轉(zhuǎn)變與放射性元素的衰變有何區(qū)別？答案原子核的人工轉(zhuǎn)變是指在其他粒子轟擊下變成新核的過(guò)程，放射性元素的衰變是指核自動(dòng)轉(zhuǎn)化為新核的過(guò)程【例3】關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的

6、是()A利用射線(xiàn)使空氣電離，消除靜電B利用射線(xiàn)照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C利用射線(xiàn)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或射線(xiàn)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；射線(xiàn)或射線(xiàn)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位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子，選項(xiàng)D正確答案D1(探測(cè)射線(xiàn)的方法)用粒子照射充氮的云室，攝得如圖1所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是()圖1AA是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡BB是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡CC

7、是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡DB是粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡答案D解析粒子的徑跡是沿入射方向的生成的新核徑跡的特點(diǎn)是粗而短，根據(jù)以上特點(diǎn)可判斷D正確2(核反應(yīng)方程)用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程為8OnNX，對(duì)式中X、a、b的判斷正確的是()AX代表中子，a17，b1BX代表電子，a17，b1CX代表正電子，a17，b1DX代表質(zhì)子，a17，b1答案C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知a17，b8071，因此X可表示為e，為正電子，故C項(xiàng)正確，A、B、D錯(cuò)誤3(核反應(yīng)方程)下面列出的是一些核反應(yīng)方程：PSiX，BeHBY，HeHeLiZ，其中()AX是質(zhì)子，Y是中子

8、，Z是正電子BX是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子CX是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子DX是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子答案D解析依據(jù)核反應(yīng)方程的兩個(gè)基本規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，即可得出選項(xiàng)D正確4(放射性同位素的應(yīng)用)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)，天然的放射性同位素只不過(guò)40多種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)1 000多種，每種元素都有放射性同位素放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用(1)帶電的驗(yàn)電器在放射線(xiàn)照射下電荷會(huì)很快消失其原因是()A射線(xiàn)的貫穿作用 B射線(xiàn)的電離作用C射線(xiàn)的物理、化學(xué)作用 D以上三個(gè)選項(xiàng)都不是圖2(2)圖2是工廠利用

9、放射線(xiàn)自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖如果工廠生產(chǎn)的是厚度為1毫米的鋁板，在、三種射線(xiàn)中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度控制起主要作用的是_射線(xiàn)(3)在我國(guó)首先用人工方法合成牛胰島素時(shí)，需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素的結(jié)晶是同一種物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C做_答案(1)B(2)(3)示蹤原子解析(1)因放射線(xiàn)的電離作用，空氣中的與驗(yàn)電器所帶電性相反的離子與之中和，從而使驗(yàn)電器所帶電荷消失(2)射線(xiàn)穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度為1毫米的鋁板，因而探測(cè)器不能探測(cè)，射線(xiàn)穿透物質(zhì)的本領(lǐng)極強(qiáng)，穿透1毫米厚的鋁板和幾毫米厚的鋁板打在探測(cè)器上很難分辨射線(xiàn)也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同

10、，穿透后射線(xiàn)中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，探測(cè)器容易分辨(3)把摻入14C的人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)過(guò)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素結(jié)晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素完全融為一體，它們是同一種物質(zhì)這種把放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可以知道放射性原子通過(guò)什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易查明的情況或規(guī)律人們把這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子.題組一射線(xiàn)的探測(cè)及應(yīng)用1現(xiàn)代建筑使用的花崗巖石材和家庭裝修使用的花崗巖板材中也存在不同程度的放射性，某同學(xué)要測(cè)定附近建筑

11、材料廠生產(chǎn)的花崗巖板材的放射性輻射是否超標(biāo)，他選用哪種儀器較好()A威爾遜云室 B氣泡室C蓋革米勒計(jì)數(shù)器 D以上三種效果都很好答案C解析花崗巖板材的放射性比較弱，用云室、氣泡室很難測(cè)出，而計(jì)數(shù)器非常靈敏，用它檢測(cè)射線(xiàn)十分方便2關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的有()A放射性改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，從而達(dá)到消除有害靜電的目的B利用射線(xiàn)的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C用放射性照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是更優(yōu)秀的品種D用射線(xiàn)治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害答案D解析利用放射線(xiàn)消除有害靜電是利用放射線(xiàn)的電離作用，使空氣分子電

12、離成為導(dǎo)體，將靜電消除射線(xiàn)對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，不能用來(lái)進(jìn)行人體透視作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過(guò)篩選才能培育出優(yōu)良品種用射線(xiàn)治療腫瘤對(duì)人體肯定有副作用，因此要科學(xué)地控制劑量3(多選)有關(guān)放射性同位素P的下列說(shuō)法，正確的是()A.P與X互為同位素B.P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)C用P制成化合物后它的半衰期變長(zhǎng)D含有P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對(duì)植物的影響答案BD解析同位素有相同的質(zhì)子數(shù)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，所以選項(xiàng)B正確；半衰期與元素屬于化合物或單質(zhì)沒(méi)有關(guān)系，所以P制成化合物后它的半衰期不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；含有P的磷肥由于衰變，可記錄磷的蹤跡

13、，所以選項(xiàng)D正確4(多選)用蓋革米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405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(xiàn).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)于射線(xiàn)性以及它的半衰期的說(shuō)法正確的是()A放射源射出的是射線(xiàn)B放射源射出的是射線(xiàn)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天答案AC解析由厚紙板能擋住這種射線(xiàn)，可知這種射線(xiàn)是穿透能力最差的射線(xiàn)，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)的四分之一，說(shuō)明10天后放射性元素還剩余原來(lái)的四分之一，即半衰期為5天，選項(xiàng)C正確

14、，D錯(cuò)誤題組二核反應(yīng)方程5以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程xLi2y；yNxO；yBezCx、y和z是3種不同的粒子，其中z是()A粒子 B質(zhì)子 C中子 D電子答案C解析把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x，即NLiyO，可見(jiàn)y是He，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子n.因此選項(xiàng)C正確6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、衰變 B電子、衰變C粒子、衰變 D正電子、衰變答案C解析中子轟擊鋁27的核反應(yīng)方程為AlnNaHe，鈉24衰變后變成鎂24的核反應(yīng)方程為NaMge，所以X粒子是粒子，鈉的衰變?yōu)樗プ儯?/p>

15、選項(xiàng)C正確7如圖1所示，1928年，德國(guó)物理學(xué)家玻特用(He)轟擊輕金屬鈹(Be)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一種貫穿能力很強(qiáng)的中性射線(xiàn)查德威克對(duì)該粒子進(jìn)行研究，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了新的粒子用粒子流A轟擊石蠟時(shí)，會(huì)打出粒子流B.下述正確的是()圖1A該實(shí)驗(yàn)核反應(yīng)方程：BeHeCnB該實(shí)驗(yàn)是查德威克發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)C粒子A為中子，粒子B為質(zhì)子D粒子A為質(zhì)子，粒子B為中子答案C解析由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程為：BeHeCn，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)生成的是中子，不是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)，B錯(cuò)誤；由核反應(yīng)方程可知，A為中子，中子轟擊石蠟，將氫中的質(zhì)子打出，即形成質(zhì)子流，故B為質(zhì)子，C正確，D錯(cuò)誤8(多選)一個(gè)質(zhì)子以1.0107 m/s

16、的速度撞一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列說(shuō)法正確的是()A核反應(yīng)方程為AlHSiB核反應(yīng)方程為AlnSiC硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107 m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致D硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105 m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致答案AD解析由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級(jí)為105 m/s，即D選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤題組三綜合應(yīng)用9將威耳遜云室置于磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止在磁場(chǎng)中的放射性同位素原子核P，放出一個(gè)正電子后變成原子核Si，如圖所示能近似反映正

17、電子和Si核軌跡的是()答案B解析把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個(gè)系統(tǒng)，衰變過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，放出的正電子的方向跟Si核運(yùn)動(dòng)方向一定相反由于它們都帶正電荷，在洛倫茲力作用下一定形成兩個(gè)外切圓的軌道，C、D可排除因?yàn)槁鍌惼澚μ峁┫蛐牧Γ磓vBm.所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r.衰變時(shí)，放出的正電子與反沖核Si的動(dòng)量大小相等，因此在同一個(gè)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與它們的電荷量成反比，即.可見(jiàn)正電子運(yùn)動(dòng)的圓半徑較大10靜止的氮核7N被速度為v0的中子n擊中生成碳核6C和另一種原子核甲，已知6C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向均一致，碰后6C核與甲核的動(dòng)量之比為21.(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程；(2)求6C與甲核的速度各是多大？答案(1)7Nn6CH(2)解析(2)設(shè)中子質(zhì)量為m0，6C核質(zhì)量為mC，甲核質(zhì)量為m甲，由動(dòng)量守恒得m0v0mCvCm甲v甲即m0v012m0vC3m0v甲又因?yàn)?C與甲核動(dòng)量比為21，所以mCvC2m甲v甲即12m0vC23m0v甲聯(lián)立求得：vC，v甲.11為了