19.4-放射性的应用与防护.ppt

九章原子核第4节放射性的应用于防护 卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏s s上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比粒子大的粒子穿粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在过铝箔，撞击在s s屏上，这种粒子肯定是在屏上，这种粒子肯定是在粒子击中某个氮核粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。一、核反应一、核反应粒子粒子铝铝箔箔荧荧光光屏屏氮气氮气显微镜显微镜 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的 质质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的电子质量的1800 1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子。质子的符号是多倍。卢瑟福把它叫做质子。质子的符号是H H或或P P。在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程。英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的的过程。英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的4040多万条多万条粒子径迹中，发现了条产生分叉的记录。粒子径迹中，发现了条产生分叉的记录。分叉情况表明，分叉情况表明，粒子击中氮核后，粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新核的电生成一个新核，同时放出质子。新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长。根据核反应大，电量小，故径迹细而长。根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核。质子后变成了氧核。用用粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。现的第三个基本粒子。核反应：核反应：在核反应中，质量数和电荷数都守恒。在核反应中，质量数和电荷数都守恒。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。、核反应中质量数与电荷数守恒。、核反应中质量数与电荷数守恒。、核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化。、核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化。注意：注意：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。二、人工放射性同位素二、人工放射性同位素 19321932年，居里夫妇用年，居里夫妇用粒子轰击铍，铝，硼等粒子轰击铍，铝，硼等元素，发现了前所未有的穿透性强的辐射，后来被元素，发现了前所未有的穿透性强的辐射，后来被确定为中子流。确定为中子流。1934 1934年，查德威克在用年，查德威克在用粒子轰击铍，铝，硼粒子轰击铍，铝，硼等元素，除了测到中子流外，还探测到了正电子。等元素，除了测到中子流外，还探测到了正电子。注意：注意：1 1、放射性同位素与放放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰、放射性同位素与放放射性元素一样，都有一定的半衰期衰变规律一样。变规律一样。2 2、放射性同位素衰变可生成另一种新元素。、放射性同位素衰变可生成另一种新元素。3 3、可以用人工的方法得到放射性同位素。、可以用人工的方法得到放射性同位素。4 4、放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学、放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质。性质。与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：放射强度容易控制放射强度容易控制可以制成各种需要的形状可以制成各种需要的形状半衰期更短半衰期更短放射性废料容易处理放射性废料容易处理放射性的应用射线应用示踪原子探伤仪培育新种保存食物消除有害静电消灭害虫治疗恶性肿瘤农作物检测诊断器质性和功能性疾病生物大分子结构及功能研究三、放射性同位素的应用三、放射性同位素的应用 放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛的应用。其应用是沿着利用它许多方面得到了广泛的应用。其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的。的射线和作为示踪原子两个方向展开的。（1 1）利用它的射线）利用它的射线A A、由于、由于射线贯穿本领强，可以用来射线贯穿本领强，可以用来射线检查金属内部有射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤仪射线探伤仪B B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制C C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电纺织品上的静电D D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等用它杀菌、治病等射线探伤仪射线探伤仪 钴钴6060发出的发出的射线能穿透射线能穿透70cm70cm厚的金属材料，使底片感光，厚的金属材料，使底片感光从而可以检查出有没有缺陷存从而可以检查出有没有缺陷存在和缺陷所在的部位。在和缺陷所在的部位。照片底片缺陷钴钴60金属元件金属元件利用钴利用钴6060的的射线治疗癌症（放疗）射线治疗癌症（放疗）食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种棉花育种食品保鲜食品保鲜粮食保存粮食保存 棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最棉花叶子上，磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究。如果用磷的放射性同位素制况等，用通常的方法很难研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决。株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决。（2 2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等。）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等。原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做射性同位素给病人做“放疗放疗”时，如果放射性的剂量过大，时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。成巨大的危害。四、辐射与安全四、辐射与安全四、辐射与安全四、辐射与安全过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用。作用。20 20世纪人们在毫无防世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛遭原子弹炸后的广岛 为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪仪辐射检测系统辐射检测系统辐射源的存放辐射源的存放铀铀（1 1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄线的外泄（2 2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里在深海里（3 3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源放射性的防护放射性的防护放射性物质标志核反应堆外层的厚厚的水泥建筑核反应堆外层的厚厚的水泥建筑