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

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1物理選修物理選修 放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性的應(yīng)用與防護(hù) LI問題情景：問題情景：為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時(shí)間長一些，能在長時(shí)間保持新鮮，你有時(shí)間長一些，能在長時(shí)間保持新鮮，你有什么辦法？什么辦法？輻輻射射方方法法處處理理糧糧食食第1頁/共27頁1 1、定義：、定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，的過程，-核反應(yīng)核反應(yīng)2 2、規(guī)律：、規(guī)律：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒在核反應(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，科衰變是原子核的自發(fā)變化，科學(xué)家更希望人

2、工控制原子核的變化。學(xué)家更希望人工控制原子核的變化。第2頁/共27頁盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)獾獨(dú)夂?，在熒光屏后，在熒光屏上出現(xiàn)了上出現(xiàn)了閃光閃光，這表明，有一種新的能量比，這表明，有一種新的能量比粒子大的粒子粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子肯定是在穿過鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子肯定是在粒子擊中某粒子擊中某個(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，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人類第一次打開了原子核的大門。 材料材料第3頁/共27頁 為

3、了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場和磁場，測出了它的為了認(rèn)定新粒子，把新粒子引進(jìn)電場和磁場，測出了它的質(zhì)質(zhì)量和電量量和電量，確認(rèn)與氫核相同：，確認(rèn)與氫核相同：帶有一個(gè)單位的正電量，質(zhì)量是帶有一個(gè)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)子的符號是多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子質(zhì)子的符號是 p材料材料質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 用用粒子、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，分，質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三

4、個(gè)基本粒子。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/共27頁 1930年，德國科學(xué)家年，德國科學(xué)家玻特玻特和和貝克貝克用用粒子轟擊粒子轟擊元素元素 鈹核，發(fā)現(xiàn)鈹核沒射出質(zhì)子，而放出了一種新的鈹核，發(fā)現(xiàn)鈹核沒射出質(zhì)子，而放出了一種新的射線（鈹輻射）這種射線幾乎不能使氣體電離，在射線（鈹輻射）這種射線幾乎不能使氣體電離，在電場和磁場中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，電場和磁場中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是不帶電的，射線的貫射線的貫穿能力強(qiáng)，他們認(rèn)為這是穿能力強(qiáng)，他們認(rèn)為這是射線射線經(jīng)檢測，射線的能經(jīng)檢測，射線的能量在量在10eV左右，左右，材料材料中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)第5

5、頁/共27頁 1931年，年，約里奧夫婦約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用這種重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn)，并用這種未知射線（鈹輻射）未知射線（鈹輻射）去轟擊石蠟去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約。結(jié)果竟從中打出能量約5.7 MeV的質(zhì)子這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌诘馁|(zhì)子這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌谏渚€，射線，射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，光子的質(zhì)量近乎，光子的質(zhì)量近乎，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來是合乎常理的，但質(zhì)電子也很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來是合乎常理的，但質(zhì)子質(zhì)量是電子的子質(zhì)量是電子的1800倍，一顆子彈怎么能撞動(dòng)一輛汽

6、車呢？如倍，一顆子彈怎么能撞動(dòng)一輛汽車呢？如果認(rèn)為轟擊石蠟的射線是果認(rèn)為轟擊石蠟的射線是射線，那么光子的能量應(yīng)達(dá)射線，那么光子的能量應(yīng)達(dá)55 MeV，這與實(shí)際測得的射線能量這與實(shí)際測得的射線能量10 MeV相去甚遠(yuǎn)相去甚遠(yuǎn)可惜的是，他們可惜的是，他們擦肩而過，無緣相識擦肩而過，無緣相識。面對。面對55eV與與10eV的矛盾的矛盾 ，他們還是十分，他們還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它的原因牽強(qiáng)地解釋為其它的原因，并于，并于1932年月年月11日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對未知射線判日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對未知射線判定為定為射線的結(jié)論。射線的結(jié)論。材料材料中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)第6頁/共27頁 1

7、932年月底，年月底，查得威克查得威克得到這一得到這一論文，約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使他心跳，他論文，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，違反認(rèn)為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤，違反能量守恒啊！能量守恒啊！他決定他決定探測射線的速探測射線的速度和質(zhì)量。度和質(zhì)量。材料材料中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)第7頁/共27頁nCHeBe101264294第8頁/共27頁1、定義：、定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，原子核的過程，-核反應(yīng)核反應(yīng)2、規(guī)律：、規(guī)律：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒在核反應(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)3 3、幾個(gè)人工核

8、轉(zhuǎn)變方程、幾個(gè)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/共27頁第10頁/共27頁反應(yīng)生成物反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，也有放射性，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)放出像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時(shí)放出正電子，核衰變方程如下：正電子，核衰變方程如下：用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重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)后來人們用質(zhì)子、氘核、中子和光要的發(fā)現(xiàn)后來人們用質(zhì)子、氘

9、核、中子和光子轟擊原子核，也得到了放射性同位素子轟擊原子核，也得到了放射性同位素 eSiP0130143015nPHeAl103015422713第11頁/共27頁2、與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性、與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：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需要的形狀可以制成各種需要的形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/共27頁（1）利用它的射線）利用它的射線3、放射性同位素的應(yīng)用、放射性同位素的應(yīng)用第13頁/共27頁棉花育種放射線測厚儀食品保鮮射線探傷儀 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

10、-131診斷甲狀腺示蹤原子第14頁/共27頁第15頁/共27頁“魯棉一號魯棉一號”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的后代育成的理棉花雜交的后代育成的第16頁/共27頁（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.第17頁/共27頁人體甲狀腺的工作需要碘碘被吸收后會(huì)聚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集在甲狀腺內(nèi)給人注射碘的放射性同位素碘碘131，然后定時(shí)用探測器測量甲狀腺及鄰，然后定時(shí)用探測器測量甲狀腺

11、及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病質(zhì)性和功能性疾病第18頁/共27頁（3）放射性污染和防護(hù)）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，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在利用放射性同位素給病人做“放療放療”時(shí)，時(shí)，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會(huì)潰爛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)，如果不注意礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會(huì)對人體造成巨大的危害。也會(huì)對人體造成巨大的危害

12、。 第19頁/共27頁 2020世紀(jì)人們在毫無防世紀(jì)人們在毫無防備的情況下研究放射備的情況下研究放射性性遭原子彈炸后的廣島遭原子彈炸后的廣島第20頁/共27頁為了防止有害的放射線對人類和自然的為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施：破壞，人們采取了有效的防范措施：檢測輻射裝置檢測輻射裝置全全身身污污染染檢檢測測儀儀輻射檢測系輻射檢測系統(tǒng)統(tǒng)輻射源的存輻射源的存放放鈾鈾第21頁/共27頁（1 1）在核電站的核反應(yīng)）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄止放射線的外泄（2 2）用過的核廢料要放）用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，在很

13、厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里并埋在深海里（3 3）在生活中要有防范）在生活中要有防范意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源放射性的防護(hù)放射性的防護(hù)第22頁/共27頁核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑第23頁/共27頁操作放射性物質(zhì)的設(shè)備操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)第24頁/共27頁小結(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： 一是自然衰變（天然放射性衰變），一是自然衰變（天然放射性衰變）， 二是人工轉(zhuǎn)變二是人工轉(zhuǎn)變HeThU422349023892 HOHeN1117842147 nCHeBe101264294 （發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）（發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）（發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)） 2、放射性同位素的應(yīng)用、放射性同位素的應(yīng)用ePaTh012349123490 第25頁/共27頁放射性的應(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2、放射性同位素的應(yīng)用、放射性同位素的應(yīng)用第26頁/共27頁