放射性的應(yīng)用與防護(hù)

,第十九章原子核,第4節(jié)放射性的應(yīng)用于防護(hù),盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在熒光屏s上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在s屏上，這種粒子肯定是在粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了原子核的大門。,一、核反應(yīng),為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，測(cè)出了它的質(zhì)量和電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子。質(zhì)子的符號(hào)是H或P。在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn)，還可以根據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變的過程。英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉的記錄。,分叉情況表明，粒子擊中氮核后，生成一個(gè)新核，同時(shí)放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢，徑跡短而粗；質(zhì)子速度大，電量小，故徑跡細(xì)而長(zhǎng)。根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可以寫出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核。,用粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。,核反應(yīng)：,在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。,原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。,、核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒。、核反應(yīng)是原子核的變化，化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化。,注意：,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,1932年，居里夫婦用粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性強(qiáng)的輻射，后來被確定為中子流。1934年，查德威克在用粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，除了測(cè)到中子流外，還探測(cè)到了正電子。,注意：1、放射性同位素與放放射性元素一樣，都有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣。2、放射性同位素衰變可生成另一種新元素。3、可以用人工的方法得到放射性同位素。4、放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。,與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：,放射強(qiáng)度容易控制可以制成各種需要的形狀半衰期更短放射性廢料容易處理,放射性的應(yīng)用,射線應(yīng)用,示蹤原子,探傷儀,培育新種,保存食物,消除有害靜電,消滅害蟲,治療惡性腫瘤,農(nóng)作物檢測(cè),診斷器質(zhì)性和功能性疾病,生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究,三、放射性同位素的應(yīng)用,放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、和科學(xué)研究等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用是沿著利用它的射線和作為示蹤原子兩個(gè)方向展開的。,（1）利用它的射線,A、由于射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷儀,B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電,D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等,射線探傷儀,鈷60發(fā)出的射線能穿透70cm厚的金屬材料，使底片感光，從而可以檢查出有沒有缺陷存在和缺陷所在的部位。,利用鈷60的射線治療癌癥（放療）,食物保鮮（延緩發(fā)芽，生長(zhǎng)，長(zhǎng)期保存）,棉花育種,食品保鮮,糧食保存,棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收。但是，什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問題就很容易解決。,（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等。,原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”時(shí)，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危害。,四、輻射與安全,過量的放射性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類和自然界產(chǎn)生破壞作用。,20世紀(jì)人們?cè)诤翢o防備的情況下研究放射性,遭原子彈炸后的廣島,為了防止有害的放射線對(duì)人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施：,檢測(cè)輻射裝置,全身污染檢測(cè)儀,輻射檢測(cè)系統(tǒng),輻射源的存放,鈾,（1）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄（2）用過的核廢料要放在很厚很厚