物理選修放射性的應(yīng)用與防護(hù)LI學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1物理選修物理選修(xunxi) 放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性的應(yīng)用與防護(hù) LI第一頁(yè)，共27頁(yè)。問(wèn)題問(wèn)題(wnt)情景：情景：為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時(shí)間為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時(shí)間長(zhǎng)一些，能在長(zhǎng)時(shí)間保持新鮮，你有什么長(zhǎng)一些，能在長(zhǎng)時(shí)間保持新鮮，你有什么(shn me)辦法？辦法？輻輻射射(fsh)方方法法處處理理糧糧食食第1頁(yè)/共27頁(yè)第二頁(yè)，共27頁(yè)。1 1、定義：、定義：原子核在其他原子核在其他(qt)(qt)粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，核的過(guò)程，-核反應(yīng)核反應(yīng)2 2、規(guī)律、規(guī)律(gul)(gul)：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒在

2、核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒一、核反應(yīng)：一、核反應(yīng)： 衰變是原子核的自發(fā)變化衰變是原子核的自發(fā)變化(binhu)，科學(xué)家更希望人工控，科學(xué)家更希望人工控制原子核的變化制原子核的變化(binhu)。第2頁(yè)/共27頁(yè)第三頁(yè)，共27頁(yè)。盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在熒光屏上出現(xiàn)盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在熒光屏上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比了閃光，這表明，有一種新的能量比粒子大的粒子穿過(guò)鋁箔，撞擊粒子大的粒子穿過(guò)鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子肯定是在在屏上，這種粒子肯定是在粒子擊中某個(gè)粒子擊中某個(gè)(mu )氮核而使該核氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福通過(guò)人工

3、方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福通過(guò)人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開(kāi)了原子核的大門(mén)。變，人類第一次打開(kāi)了原子核的大門(mén)。 材料材料質(zhì)子質(zhì)子(zhz)的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)第3頁(yè)/共27頁(yè)第四頁(yè)，共27頁(yè)。 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)電量，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)(y )單位的正電量，質(zhì)量是單位的正電量，質(zhì)量是電子質(zhì)量的電子質(zhì)量的1800 多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子質(zhì)子的符號(hào)是多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子質(zhì)子的符號(hào)是 p材料材料質(zhì)子質(zhì)子(zhz)的發(fā)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn) 用用粒子、質(zhì)

4、子、中子等去轟擊其它元素粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素(yun s)的原子核，也都的原子核，也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說(shuō)明質(zhì)子是各種原子核里都有的成產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生質(zhì)子，說(shuō)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。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。1441717281NHeOH第4頁(yè)/共27頁(yè)第五頁(yè)，共27頁(yè)。 1930年，德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用年，德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用粒子轟擊粒子轟擊元素元素 鈹核，發(fā)現(xiàn)鈹核沒(méi)射出質(zhì)子，而放出了一種新的射線鈹核，發(fā)現(xiàn)鈹核沒(méi)射出質(zhì)子，而放出了一種新的射線（鈹輻射）這種射線幾乎（鈹輻射）這種射線幾

5、乎(jh)不能使氣體電離，在電場(chǎng)不能使氣體電離，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿能力強(qiáng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫穿能力強(qiáng)，他們認(rèn)為這是，他們認(rèn)為這是射線經(jīng)檢測(cè)，射線的能量在射線經(jīng)檢測(cè)，射線的能量在10eV左右左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的射線的能量射線的能量材料材料(cilio)中子的發(fā)中子的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)第5頁(yè)/共27頁(yè)第六頁(yè)，共27頁(yè)。 1931年，約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用這種未知射線年，約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用這種未知射線（鈹輻射）去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約（鈹輻射）去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打

6、出能量約5.7 MeV的質(zhì)子這是的質(zhì)子這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌诋惓ｓ@人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌谏渚€，射線，射線只能打出電射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，子而打不出質(zhì)子，光子的質(zhì)量近乎，電子也很輕，光子撞擊電子，光子的質(zhì)量近乎，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來(lái)是合乎常理的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的使它動(dòng)起來(lái)是合乎常理的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800倍，一顆子彈怎倍，一顆子彈怎么能撞動(dòng)一輛汽車(chē)呢？如果認(rèn)為轟擊石蠟的射線是么能撞動(dòng)一輛汽車(chē)呢？如果認(rèn)為轟擊石蠟的射線是射線，那么光子的射線，那么光子的能量應(yīng)達(dá)能量應(yīng)達(dá)55 MeV，這與實(shí)際測(cè)得的射線能量，這與實(shí)際測(cè)得的射線能量10 Me

7、V相去甚遠(yuǎn)相去甚遠(yuǎn)可惜的是，他們可惜的是，他們(t men)擦肩而過(guò)，無(wú)緣相識(shí)。面對(duì)擦肩而過(guò)，無(wú)緣相識(shí)。面對(duì)55eV與與10eV的矛盾的矛盾 ，他們，他們(t men)還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它的原因，并于還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它的原因，并于1932年月年月11日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對(duì)未知射線判定為日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對(duì)未知射線判定為射射線的結(jié)論。線的結(jié)論。材料材料(cilio)中子的發(fā)中子的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)第6頁(yè)/共27頁(yè)第七頁(yè)，共27頁(yè)。 1932年月底，查得威克得到這一論年月底，查得威克得到這一論文，約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使他心跳，他認(rèn)為文，約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使他心跳，他認(rèn)為約里奧夫婦的結(jié)

8、論肯定有誤，違反能量守約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒?。∷舾械竭@很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)恒??！他敏感到這很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、自己苦苦尋找了言、自己苦苦尋找了12年的中子。他決定年的中子。他決定用云室的方法探測(cè)射線的速度用云室的方法探測(cè)射線的速度(sd)和質(zhì)和質(zhì)量。量。材料材料中子中子(zhngz)的的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)第7頁(yè)/共27頁(yè)第八頁(yè)，共27頁(yè)。nCHeBe101264294第8頁(yè)/共27頁(yè)第九頁(yè)，共27頁(yè)。1、定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生、定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生(chnshng)新原子核的過(guò)程，新原子核的過(guò)程，-核反應(yīng)核反應(yīng)2、規(guī)律、規(guī)律(gul)：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)

9、和電荷數(shù)都守：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒恒一、核反應(yīng)一、核反應(yīng)3 3、幾個(gè)、幾個(gè)(j )(j )人工核轉(zhuǎn)變方程人工核轉(zhuǎn)變方程1441717281NHeOHnCHeBe101264294（1）發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程）發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程盧瑟福盧瑟福（2）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程查德威克查德威克第9頁(yè)/共27頁(yè)第十頁(yè)，共27頁(yè)。第10頁(yè)/共27頁(yè)第十一頁(yè)，共27頁(yè)。反應(yīng)生成物反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，也有放射性，像天然是磷的一種同位素，也有放射性，像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時(shí)放出放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時(shí)放出(fn ch)正電正電子，核衰變方程如下：子，核衰變

10、方程如下：用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)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)后來(lái)人們用質(zhì)子、氘核、中子和光子轟擊原子核，現(xiàn)后來(lái)人們用質(zhì)子、氘核、中子和光子轟擊原子核，也得到了放射性同位素也得到了放射性同位素 eSiP0130143015nPHeAl103015422713第11頁(yè)/共27頁(yè)第十二頁(yè)，共27頁(yè)。2、與天然的放射性物質(zhì)相比、與天然的放射性物質(zhì)相比(xin b)，人，人造放射性同位素：造放射性同位素：放射強(qiáng)度容易控制放射強(qiáng)度容易控制可以制成各種可以制成各種( zhn)需要的形需要的形狀狀半衰期更短半衰期更短放射性廢料容易處理放射性廢料容易處理第12頁(yè)/共2

11、7頁(yè)第十三頁(yè)，共27頁(yè)。（1）利用）利用(lyng)它的射線它的射線3、放射性同位素的應(yīng)用、放射性同位素的應(yīng)用(yngyng)第13頁(yè)/共27頁(yè)第十四頁(yè)，共27頁(yè)。棉花(min hua)育種放射線測(cè)厚儀食品(shpn)保鮮射線(shxin)探傷儀 放射性同位素的應(yīng)用.諾利刀諾利刀放射離放射離療法療法.flv用碘-131診斷甲狀腺示蹤原子第14頁(yè)/共27頁(yè)第十五頁(yè)，共27頁(yè)。第15頁(yè)/共27頁(yè)第十六頁(yè)，共27頁(yè)。“魯棉一號(hào)魯棉一號(hào)”就是山東省棉花研究所的科技人就是山東省棉花研究所的科技人員應(yīng)用放射性同位素鈷員應(yīng)用放射性同位素鈷-60放出的伽瑪射線處放出的伽瑪射線處理棉花雜交理棉花雜交(zjio)

12、的后代育成的的后代育成的第16頁(yè)/共27頁(yè)第十七頁(yè)，共27頁(yè)。（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需要較棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收但是，什上，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)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同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每

13、隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)，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，上量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問(wèn)題就很容易面的問(wèn)題就很容易(rngy)解決解決第17頁(yè)/共27頁(yè)第十八頁(yè)，共27頁(yè)。人體甲狀腺的工作需要碘碘被吸收后會(huì)聚集人體甲狀腺的工作需要碘碘被吸收后會(huì)聚集在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射性同位素碘在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組，然后定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷織的放射強(qiáng)度，有助于診斷(zhndun)甲狀腺甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病的器質(zhì)性和功能性疾病第18頁(yè)/共27頁(yè)第十九頁(yè)，共27頁(yè)。（3）放射性污染和防護(hù)）放

14、射性污染和防護(hù)原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重(ynzhng)的污染，在利用放射性同位素給病的污染，在利用放射性同位素給病人做人做“放療放療”時(shí)，如果放射性的劑量過(guò)大，時(shí)，如果放射性的劑量過(guò)大，皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性皮膚和肉就會(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(guò)量的放射性損害而死去。有些礦石中含有過(guò)量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危害。害。 第19頁(yè)/共27頁(yè)第二十頁(yè)，共27頁(yè)。 20 20世紀(jì)世紀(jì)(shj)(shj)人們?cè)诤寥藗冊(cè)诤翢o(wú)防備的情況下研究放射無(wú)防備的情況下研究放

15、射性性遭原子彈炸后的廣島遭原子彈炸后的廣島(un do)(un do)第20頁(yè)/共27頁(yè)第二十一頁(yè)，共27頁(yè)。為了防止有害的放射線對(duì)人類和自然為了防止有害的放射線對(duì)人類和自然(zrn)的破壞，人們采取了有效的防范措的破壞，人們采取了有效的防范措施：施：檢測(cè)檢測(cè)(jin c)輻輻射裝置射裝置全全身身(qun shn)污污染染檢檢測(cè)測(cè)儀儀輻射檢測(cè)系統(tǒng)輻射檢測(cè)系統(tǒng)輻射源的存放輻射源的存放鈾鈾第21頁(yè)/共27頁(yè)第二十二頁(yè)，共27頁(yè)。（1 1）在核電站的核反應(yīng)堆外）在核電站的核反應(yīng)堆外層層(wi cn)(wi cn)用厚厚的水泥用厚厚的水泥來(lái)防止放射線的外泄來(lái)防止放射線的外泄（2 2）用過(guò)的核廢料要放在

16、很）用過(guò)的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里在深海里（3 3）在生活中要有防范意識(shí)，）在生活中要有防范意識(shí)，盡可能遠(yuǎn)離放射源盡可能遠(yuǎn)離放射源放射性的防護(hù)放射性的防護(hù)(fngh)(fngh)第22頁(yè)/共27頁(yè)第二十三頁(yè)，共27頁(yè)。核反應(yīng)堆外層核反應(yīng)堆外層(wi cn)的厚厚的水的厚厚的水泥建筑泥建筑第23頁(yè)/共27頁(yè)第二十四頁(yè)，共27頁(yè)。操作操作(cozu)放射性物質(zhì)的設(shè)備放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)在防護(hù)狀態(tài)(zhungti)下操作放射性物質(zhì)下操作放射性物質(zhì)第24頁(yè)/共27頁(yè)第二十五頁(yè)，共27頁(yè)。小結(jié)：小結(jié)：1、核反應(yīng)基本上可分為兩大類：、核反應(yīng)基本上可分為兩大類： 一是自然一是自然(zrn)衰變（天然放射性衰變），衰變（天然放射性衰變）， 二是人工轉(zhuǎn)變二是人工轉(zhuǎn)變HeThU422349023892 HOHeN1117842147 nCHeBe101