高中物理第4章从原子核到夸克4.3让射线造福人类导学案沪科版选修3_5

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1、学案3　让射线造福人类[学习目标定位]1.知道什么是放射性同位素以及获得放射性同位素的方法.2.了解探测射线的几种仪器和方法.3.知道放射性同位素的常见应用．1．三种射线(1)α射线是氦核流，它具有很强的电离作用，但穿透能力很弱；(2)β射线是高速运动的电子流，它有较强的穿透能力，但电离作用较弱；(3)γ射线是能量很高的电磁波，它的电离作用很弱，穿透作用很强．2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间，叫做这种元素的半衰期．半衰期只与核内部自身的因素有关．3．第一种放射性同位素的发现1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒

2、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，核反应方程为：He＋Al→P＋nP→Si＋e4．放射性同位素知多少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2_000多种．5．探测射线的仪器和方法(1)计数器①原理：计数器的主要部分是计数管．射线进入管内，使管内气体发生一连串的电离，从而使计数管电路中出现一个相当强的脉冲电流．②作用：记录粒子进入管的次数．(2)云室①原理：射线使气体分子电离产生离子，过饱和汽以这些离子为核心凝结成一条雾迹．②作用：显示粒子的径迹

3、．(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：记录粒子径迹．6．射线的应用(1)作为射线源①检查物体内部情况，检查产品的密度和厚度．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，以制造各种塑料或改善塑料的性能等．(2)作为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地放出射线，由此可以掌握它的踪迹．7．放射性污染及其防护(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使用放

4、射性物质时必须严格遵守操作规程，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．特别要注意防止放射性物质对空气、水源和食品的污染.一、对核反应方程的再认识例1　完成下列核反应方程，并说明哪些属于人工转变核反应，哪些属于衰变，及人工转变核反应和衰变有什么不同．(1)N＋(　　)→O＋H(2)Be＋He→C＋(　　)(3)B＋He→(　　)＋n(4)Al＋He→P＋(　　)，P→Si＋(　　)(5)Li＋n→(　　)＋He(6)Co＋(　　)→Co＋γ(7)U→Th＋(　　)(8)Th

5、→Pa＋(　　)答案　(1)N＋(He)→O＋H，人工转变核反应(2)Be＋He→C＋(n)，人工转变核反应(3)B＋He→(N)＋n，人工转变核反应(4)Al＋He→P＋(n)，人工转变核反应P→Si＋(e)，β衰变(5)Li＋n→(H)＋He，人工转变核反应(6)Co＋(n)→Co＋γ，人工转变核反应(7)U→Th＋(He)，α衰变(8)Th→Pa＋(e)，β衰变人工转变核反应和衰变的比较见要点提炼．[要点提炼]人工转变核反应与衰变的比较1．不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的

6、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、化学条件的影响．2．相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生的过程中质量数与电荷数都守恒；反应前后粒子总动量守恒．二、放射性同位素的应用[要点提炼]1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素；(2)人工放射性同位素．2．人工放射性同位素的优势(1)种类多．天然放射性同位素只有几十种，而人工放射性同位素有2000多种．(2)放射强度容易控制．(3)可制成各种所需的形状．(4)半衰期短，废料易处理．3．放射性同位素的应用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．

7、(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．例2　近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋转式γ刀性能更好，其即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗肿瘤主要是利用(　　)A．γ射线具有很强的穿透能力B．γ射线具有很强的电离

8、作用C．γ射线波长很短具有很高的能量D．γ射线很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置解析　γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的穿透本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很弱．用γ刀治疗脑肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在肿瘤处会聚，