高中物理第十九章原子核3探测射线的方法4放射性的应用与防护课堂互动学案新人

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1、3探测射线的方法4放射性的应用与防护课堂互动三点剖析一、人工放射性同位素同一种元素的多种同位素屮，有稳定的，也有不稳定的.不稳定的同位素会自发地放出«粒子或正负电子，衰变为新的元素.人工放射性同位素可以通过核反应获得，虽然放射性元素衰变的快慢由核内部因素决定，但可以控制材料中放射性同位素的含量.所以人工放射性的优点是：半衰期短、放射性材料的放射强度容易控制等等.二、探测射线的方法1.威尔逊云室a粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室屮的径迹直而短粗；B粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电

2、离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲；Y粒子的电离本领更小，一般看不见它的径迹.如果把云室放在磁场屮，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可知道粒子所带电荷的正负.2.气泡室气泡室的原理同云室的原理类似，气泡室里装的是液体，控制液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点，当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，使液体过热，此时让射线粒子射入室内，粒子周围就有气泡形成•并用照相机拍摄出径迹照片，根据照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况.3.盖革一弥勒计数器该计数器的主要部分是盖革管.G-M计数器的放

3、大倍数很大，非常灵敏，用它來检测放射性是很方便的.但缺点是它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，只能用來计数，不能区分射线的种类.三、放射性同位素的应用1.放射性同位素的利用(1)利用射线的穿透性质來检查金属制品内部的缺损，测量物体的密度和厚度.这时就要选用穿透本领强的B射线或Y射线的同位素•如钻60或袒182都是放出Y射线的同位素.(2)利用射线的电离木领来消除工业上有害的静电积累.这时应用电离木领较大的P或a射线.(3)利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤.(4)示踪原子的应用.在物质屮加入少量的放射性同位素而追踪探索，如用放射性同位素检漏、研

4、究机械部件的磨损、分析农业上的肥效，炼钢中的去硫和去磷过程等•对于需要长时间的示踪工作，就要选择半衰期较长的同位素.(5)辐射育种和辐射保鲜等工作.2.放射性污染和防护过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用.为了防止一些人工合成的放射性物质以及一些天然物质所放出的过量放射性对人类和自然界的破坏，人们需要采取有效的防范措施.如：核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄；用过的核废料要放在很厚的重金属箱内，并埋在深海里等.各个击破【例1】用中子轰击铝27,产生钠24和x粒子、钠24具有放射性，它衰变后变成镁24,则X粒子和钠

5、的衰变过程分别是（）A.质子、a衰B.电子、a衰变C.a粒子、B衰变D.正电子、B衰变解析：利用一些放射线轰击某些原子核，能实现原子核的人工转变，并可以得到一些元素的放射性同位素，它们和天然放射性元素一样可不断地衰变，也有半衰期，且反应前后质量数、电荷数守恒，屮子轰击铝24的核反应方程为$应+加屉，钠24衰变后变成镁24的核反应方程为因此x粒子是a粒子，钠24的衰变为P衰变，故正确选项为C.答案：C【例2］放射线的粒子与其他物质作用时产生的主要现彖有哪些？简答：放射线的粒子都具有较高的能量、电离本领和穿透能力，所以放射线的粒子与其他物质作用吋产生的

6、主要现象是：（1）使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；（2）使照相底片感光；（3）使荧光物质产生荧光.【例3】威尔逊云室、气泡室的基本原理是什么？简答：威尔逊云室的原理是利用气体中的离子作为形成蒸气的凝结屮心•当快速粒子穿过含有过饱和汽的气体空间吋，在它的路程上产生许多离子，许多蒸气分子凝结在这些离子上,形成许多小液滴.这样，在粒子所飞过的轨道上形成一条狭窄的雾带状痕迹，叫做粒子的径迹.用很强的光从侧面照射，能够看到这种痕迹，也可以用照相机把它拍下.【例4】盖革管的基本原理是什么？有哪些特点？简答：计数器的主要部分是盖革管

7、，如教材中图19.34所示.外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝•管中装有低压的惰性气体（如氮、氛等，压强约为10kPa-20kPQ和少量的酒精蒸气或澳蒸气.在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压（约1000V）,这个电压稍低于管内气体的电离电压•当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场屮被加速，能量越来越大，电子跟管屮的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子.这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器

8、可以把放电次数记录下來.G-M计数器的特点有：（l）G-M计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它來检测放射性是很方便的.（2）