高中物理第4章从原子核到夸克4.3让射线造福人类学案沪科版选修3_5

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1、4.3　让射线造福人类学习目标重点难点1．知道放射性同位素和人工放射性同位素。2．知道探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器。3．知道放射线的应用与保护。重点：探测射线的方法和仪器。难点：正确书写核反应方程。一、人工放射性元素的发现1．1934年约里奥居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，发现了一种具有放射性的新元素P，这种新元素能不断地放射出正电子。2．天然放射性同位素只有几十种，而人们利用原子反应堆和加速器生产的放射性同位素已达2000多种。预习交流1能写出约里奥居里夫妇用α粒子轰击铝箔发现放射性新元素的核反应方程吗

2、？答案：核反应方程是：He＋Al→P＋n，P→Si＋e。二、探测射线的仪器和方法1．计数器（1）原理：射线引起管内气体发生一连串的电离，使计数器电路中出现一个强脉冲电流。（2）作用：记录粒子进入计数管的次数。2．云室（1）原理：射线使气体分子电离产生离子，过饱和汽以离子为核心凝结成一条雾迹。（2）作用：记录粒子径迹。3．乳胶照相（1）原理：高速运动的带电粒子能使照相底片感光。（2）作用：连续记录粒子完整的径迹。预习交流2计数器是如何工作的？答案：一个带电粒子或一个γ光子射入管内，使管内气体电离，进而引起连续碰撞、电离

3、，在极短时间产生大量电子，使计数管电路出现脉冲电流而计数。三、射线是把双刃剑1．射线的应用作射线源①检查物体内部情况，检查产品的厚度、密封容器中液面的高度。②利用射线的生物效应，消灭害虫、杀菌消毒、治疗癌症等。③利用射线的化学效应，促进高分子化合物的聚合反应，制造各种塑料或改善塑料的性能等。作示踪原子一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，而用放射性同位素制成的化合物，经历各种过程时会不断放出射线，由此可以掌握它的踪迹。2．放射性的污染及防护（1）危害：过强的射线（包括电磁辐射）会对生物体造成危害。（2）防护：①使用

4、放射性物质时严格遵守操作规程，不准用手接触。②废弃不用的放射性物质，应交有关部门处理，或者在指定地点深埋于地下，并远离水源。③注意防止放射性物质对空气、水源和食品的污染。预习交流3医学上做射线治疗的放射性元素，半衰期长的好还是半衰期短的好？答案：半衰期短的好。半衰期短的放射性元素对人体组织破坏作用小，其废料也容易处理。一、核反应与核反应方程人工转变核反应与衰变相比有什么相同点和不同点？答案：不同点：原子核的人工转变，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理或化

5、学条件的影响；相同点：人工转变与衰变都是核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒，反应前后粒子的总动量也守恒。1934年，约里奥居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还观察到了正电子。正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子。更意外的是，拿走α粒子放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：Al＋He→P＋n。这里的P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的。（

6、1）写出放射性同位素P放出正电子的核衰变方程；（2）放射性同位素P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？答案：见解析解析：（1）正β衰变过程质量数、电荷数守恒，P放出正电子的核衰变方程为P→Si＋e，可见正β衰变后新核质量数不变，电荷数减1。（2）原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出一个正电子，其衰变方程为H→e＋n。1．写核反应方程要遵循质量数守恒和电荷数守恒。2．要尊重科学的实验事实，不能单纯的

7、根据两个守恒拼凑核反应方程。3．核反应方程一般都是不可逆的，故核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示核反应方向。4．记住几个基本粒子的质量数和电荷数：质子（H）、中子（n）、α粒子（He）、电子（e）及氢的三个同位素。二、射线的污染及防护2011年3月日本海啸造成核电站发生爆炸，核泄漏引发核危机，导致我国国民为“防核辐射”而误抢购食盐。那么放射线的污染有几种？怎样才能做到有效防护？答案：放射线的污染有：对环境的污染、对生物体的危害。要做到有效防护：（1）使用放射物质时严格遵守操作规程，（2）废弃的放射物质要在指

8、定地点按规程深埋地下并远离水源，（3）注意防止放射性物质对空气、水源和食品的污染。联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀238。贫铀炸弹的贯穿能力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大而且残留物可长期危害环境。下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是（