2019-2020年高中物理选修（3-5）3.3-4《放射性的应用、危害与防护》word学案

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1、2019-2020年高中物理选修（3-5）3.3-4《放射性的应用、危害与防护》word学案姓名：学号：班级：高二（）班知识与技能目标：1、知道放射性同位素的特性与应用，了解放射性污染及如何防护。2、知道什么是结合能、比结合能，并且会进行计算。教学重点、难点：〖导学过程〗新授：一、放射性的应用1、利用射线的特性（阅读课本总结）（1）射线：（2）射线：（3）射线：2、作为示踪原子由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质，如果在某种元素掺进一些放射性同位素，那么元素无论走到哪里，它的放射性同位素也经过同样的过程．而放射性元素不断放出

2、射线，再利用仪器探测这些射线，即可知道元素的行踪．例如：在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料，吸收多少．利用示踪原子还可以检查输油管道上的漏油位置．在生物学研究方面同位素示踪技术也起着十分重要的作用，如结晶牛胰岛素的人工合成以及遗传密码，细胞膜受体，RNA—DNA逆转录等，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径．3、利用衰变特性（考古）4、其他应用——勘探矿藏、寻找石油等。二、放射性的危害与防护过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产

3、生破坏作用，如原子弹爆炸，核电站泄露等．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。天然放射线组成：（1）。（2）。防护基本方法：；；；；三、原子核的结合能1、结合能：。2、由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。从实验知道只有当光

4、子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生.相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。四、原子核结合能的计算1、质量亏损：。〖注意〗质量亏损，是核反应前的原子核的总质量减去核反应后的原子核的总质量叫做质量亏损，。造成反应前后原子核的总质量不守恒的原因是：产物中的光子或其它粒子带走了一些质量。（1）质量亏损不是质量转化为能量，也不是质量的消失。（2）核反应前后的总质量是守恒的。只是核反应前后的核的总质量不守恒了。2、爱因斯坦质能方程：E＝mc23、核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△mc2〖例题1〗已知1个质子

5、的质量mp=1.007277u，1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位，1u=1.660566×10-27kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。（28.3MeV）五、比结合能曲线1、比结合能2、中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。〖例题2〗雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v。）而获得了2002年度诺

6、贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为νe＋Cl→Ar十e已知Cl核的质量为36.95658u，Ar核的质量为36.95691u，e的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（）（A）0.82MeV（B）0.31MeV（C）1.33MeV（D）0.51MeV解析：〖例题3〗质子、中子和氘核的质量分别为ｍ１、ｍ２、ｍ３，质子和中子结合成氘核时，发出γ射线，已知

7、普朗克恒量为ｈ，真空中光速为ｃ，则γ射线的频率υ＝______．解析：〖例题4〗核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子了。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.66×10-27kg。⑴写出氘和氚聚合的反应方程。⑵试计算这个核反应释放出来的能量。⑶若

8、建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按3.2×