探測(cè)射線(xiàn)的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)

探測(cè)射線(xiàn)的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)

帶電性氦核流穿透能力構(gòu)成速度實(shí)質(zhì)名稱(chēng)正強(qiáng)弱C/10電離能力負(fù)弱強(qiáng)接近C電子流中最弱極強(qiáng)光子C光子流復(fù)習(xí)回顧:例：天然放射性元素(釷)經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變之后變成（鉛）．下列論斷中正確的是（）A.鉛核比釷核少24個(gè)中子B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.衰變過(guò)程中共有4次α衰變和8次β衰變D.衰變過(guò)程中共有6次α衰變和4次β衰變BD在下列核反應(yīng)方程中,X代表質(zhì)子的方程是（）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1?++?g++?++?+BC半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半發(fā)生衰變所需的時(shí)間。它是從大量原子核衰變中得出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別的放射性原子核的衰變無(wú)實(shí)際物理意義。半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，與外界條件及與物質(zhì)的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。即使處于物理運(yùn)動(dòng)，化學(xué)變化中也不會(huì)影響它的半衰期。因此它是反映某種元素原子核特征的重要物理量。探測(cè)射線(xiàn)的方法1、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡2、使照相底片感光3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光射線(xiàn)中的粒子與其它物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象：一、威爾遜云室：構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，低部可以上下移動(dòng)，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，使酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。利用射線(xiàn)的電離本領(lǐng)a射線(xiàn)在云室中的徑跡：直而粗原因：a粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多?射線(xiàn)在云室中的徑跡：比較細(xì)，而且常常彎曲原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少二、氣泡室-----高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測(cè)設(shè)備

氣泡室是由一密閉容器組成，容器中盛有工作液體液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)（例如50ms）處于過(guò)熱狀態(tài)，液體不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對(duì)，這些離子在復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái)，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室的優(yōu)點(diǎn)：它的空間和時(shí)間分辨率高；工作循環(huán)周期短，本底干凈、徑跡清晰，可反復(fù)操作。但也有不足之處：那就是掃描和測(cè)量時(shí)間還嫌太長(zhǎng)；體積有限，而且甚為昂貴，三、蓋革-米勒計(jì)數(shù)器一種能自動(dòng)把放射微粒計(jì)數(shù)出來(lái)的儀器，利用了射線(xiàn)的電離本領(lǐng)放射性的應(yīng)用與防護(hù)問(wèn)題情景：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，你有什么辦法？輻射方法處理糧食復(fù)習(xí)回顧：1、什么是原子核的衰變？2、原子核的衰變有什么樣的規(guī)律原子核放出a粒子或?粒子，由于核電荷數(shù)變了，而變成另一種原子核。1）、衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒2）、衰變過(guò)程不可逆，所以用箭頭，不用等號(hào)3）、由實(shí)驗(yàn)決定，不憑空編造盧瑟福用α粒子轟擊氮核，產(chǎn)生了氧的一種同位素和一個(gè)質(zhì)子，即：核反應(yīng)這是人類(lèi)第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變。用α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(lèi)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(lèi)繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，------------核反應(yīng)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)α粒子轟擊的鋁箔中含有放射性的，即人工放射性同位素自然界沒(méi)有天然的，它是通過(guò)核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。天然放射性同位素不過(guò)40多種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有了自己的放射性同位素。與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理（1）利用它的射線(xiàn)放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線(xiàn)貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)γ射線(xiàn)檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線(xiàn)探傷儀．B、利用射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)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(xiàn)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(xiàn)照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等被不同劑量γ射線(xiàn)照射后的馬鈴薯8個(gè)月后的情況，左上方的馬鈴薯沒(méi)經(jīng)過(guò)γ射線(xiàn)照射，右下方的被γ射線(xiàn)照射的劑量最大，左下方保存最好的馬鈴薯被γ射線(xiàn)照射的劑量適中?！棒斆抟惶?hào)”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-60放出的伽瑪射線(xiàn)處理棉花雜交的后代育成的．（2）作為示蹤原子：用于工業(yè)、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(wèn)題就很容易解決．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131，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，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾?。?）放射性污染和防護(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(guò)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(guò)量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危害。核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑小結(jié)：1、核反應(yīng)基本上可分為兩大類(lèi)：一是自然衰變（天然放射性衰變），二是人工衰變（人工轉(zhuǎn)變）（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）（發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）

2、放射性同位素的應(yīng)用再見(jiàn)1930年，德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用α粒子轟擊輕元素鈹核，發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子，而放出了一種新的射線(xiàn)．這種射線(xiàn)幾乎不能使氣體電離，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線(xiàn)的貫穿能力強(qiáng)，他們認(rèn)為這是γ射線(xiàn)．經(jīng)檢測(cè)，射線(xiàn)的能量在10ＭeV左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的γ射線(xiàn)的能量．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(xiàn)去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約5.7MeV的質(zhì)子．這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌讦蒙渚€(xiàn)，γ射線(xiàn)只能打出電子而打不出質(zhì)子，γ光子的質(zhì)量近乎０，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1800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(xiàn)是γ射線(xiàn)，那么光子的能量應(yīng)達(dá)55MeV，這與實(shí)際測(cè)得的射線(xiàn)能量10MeV相去甚遠(yuǎn)．這射線(xiàn)在向約里奧夫婦招手呼喊：我不是γ射線(xiàn)……！可惜的是，他們擦肩而過(guò)，無(wú)緣相識(shí)。面對(duì)55eV與10eV的矛盾，他們還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它的原因，并于1932年１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(xiàn)判定為γ射線(xiàn)的結(jié)論。

1932年１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)為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒啊！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12年的中子。他決定用云室的方法探測(cè)射線(xiàn)的速度和