1、第2课时核反应放射性同位素及其应用第五章2放射性元素的衰变1.知道核反应及其遵循的规律.2.知道什么是放射性同位素和人工转变的放射性同位素.3.了解放射性在生产和科学领域的应用和防护.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、核反应1.定义：原子核在其他粒子的轰击下产生 或者发生状态变化的过程.2.原子核的人工转变：卢瑟福用粒子轰击氮原子核，核反应方程 .3.遵循规律： 守恒，电荷数守恒.知识梳理新原子核质量数二、放射性同位素及其应用1.放射性同位素：具有 的同位素.2.应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度.(2)放射治疗.(
2、3)培优、保鲜.(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有 化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置.放射性相同的三、辐射与安全1.人类一直生活在放射性的环境中.2.过量的射线对人体组织有 作用.在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止 对水源、空气、用具等的污染.破坏放射性物质1.判断下列说法的正误.(1)用粒子轰击氮原子核产生氧17和中子的过程是衰变.()(2)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒.()(3)用射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期.()(4)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用
3、.()即学即用276028一、核反应导学探究核反应的实质是什么？它符合哪些规律？答案核反应的实质就是将一种原子核在其他粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子.符合质量数和电荷数守恒规律.重点探究知识深化条件用粒子、质子、中子，甚至用光子轰击原子核使原子核发生转变.实质用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变规律 (1)质量数、电荷数守恒；(2)动量守恒原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：(3)1934年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：核反应过
4、程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向例1(2019杭州市高二检测)完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程.总结提升书写核反应方程时要注意书写核反应方程时要注意1.质量数守恒和电荷数守恒；2.中间用箭头，不能写成等号；3.核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化.针对训练在中子、质子、电子、正电子、粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上.解析在核反应过程中，遵循电荷数守恒和质量数守恒规律.对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平.未知粒
5、子可根据其电荷数和质量数确定.如(1)中电荷数为92902，质量数为2382344，二、放射性同位素及应用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.放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度利用射线的穿透特性.(2)农业应用利用射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等.(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.(4)医学上利用射线的高能量治疗癌症.例2用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天通过核反应生成的人工放射性同位素已达1 0
6、00多种，每种元素都有放射性同位素.放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用.(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失.其原因是_.A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是B解析因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电荷电性相反的离子与验电器所带电荷相互中和，从而使验电器所带电荷消失.(2)如图1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.如果工厂生产的是厚度1毫米的铝板，在、三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是_射线.图图1解析射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1毫米的铝板，因而探测器不能探测，射线
7、穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨.射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨.(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做_.示踪原子解析把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质.这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器
8、进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律.人们把这种放射性同位素叫示踪原子.例3(2020全国高三课时练习)下表给出了放射性同位素的辐射线和半衰期.在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；在较长时间内具有相对稳定的辐射强度.为此所选择的放射源应为同位素钋210锝99钴60锶90辐射线半衰期138天6小时5年28年A.钋210 B.锝99C.钴60 D.锶90解析因放射线要有较强的穿透能力，所以应为射线，要使其在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，放射源应具有较长的半衰期，C
9、正确.1.(核反应方程)(2018天津卷)如图2所示，国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台.下列核反应中放出的粒子为中子的是随堂演练图图212341234解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，各选项核反应方程如下：2.(核反应方程)用中子轰击氧原子核的核反应方程为 ，对式中X、a、b的判断正确的是A.X代表中子，a17，b1B.X代表电子，a17，b1C.X代表正电子，a17，b1D.X代表质子，a17，b1解析根据质量数、电荷数守恒可知a17，b8071，因此X可表示为 ，即为正电子，故选项C
10、正确，A、B、D错误.1234解析同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；12344.(放射性同位素的应用)(2020全国高三课时练习)放射性同位素发出的射线在科研、医疗、工业等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的是A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有 害静电的目的B.利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C.用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更 优秀的品种D.用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成 太大的伤害12341
11、234解析利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电放出，故A错误；利用射线的贯穿性可以为金属探伤，射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，故B错误；DNA变异并不一定都是有益的，也有有害的一面，故C错误；射线对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故D正确.考点一核反应基础对点练课时对点练A.质子 B.电子 C.中子 D.光子123456789 10111213142.(2020华东师大学附属东昌中学高二月考)查德威克最初发现中子的核反应方程是123456789 1011121314A.X是质子，Y是中子，Z是正电子B.X是正电子，Y是中子，Z是
12、质子C.X是正电子，Y是质子，Z是中子D.X是中子，Y是正电子，Z是质子解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为1，则X为正电子；Y的质量数为1，电荷数为0，为中子；Z的质量数为1，电荷数为1，为质子，B正确.123456789 10111213144.(2020山东省高三学业考试)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为：123456789 1011121314A.m16，n1 B.m17，n1C.m16，n0 D.m17，n0解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可得：414m1,2
13、78n，解得m17，n1，故B正确.考点二放射性同位素及其应用辐射与安全5.(多选)(2019南通中学阶段测试)关于人工放射性同位素，下列说法正确的是A.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多B.人工放射性同位素的放射强度容易控制C.人工放射性同位素的射线能进行金属探伤D.使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、 用具等的污染123456789 1011121314123456789 1011121314解析人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的短，故选项A错误；人工放射性同位素的放射强度容易控制，故选项B正确；人工放射性同位素的射线能进行金属探伤，故选项C
14、正确；使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染，故选项D正确.6.(2020靖西市第二中学高二开学考试)医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是A.示踪原子 B.电离作用C.催化作用 D.贯穿作用123456789 1011121314解析14C具有放射性，可以用它标记的C60，通过其放射性发现一种C60的羧酸衍生物，14C的用途是示踪原子，故A正确，B、C、D错误.7.在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是A.应该用射线探测物体的厚度B.应该用粒子放射源制成“烟雾报警器”C.放射
15、育种利用射线照射种子使遗传基因发生变异D.医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素123456789 1011121314123456789 1011121314解析光子的贯穿能力最强，应该用射线探测物体的厚度，故A错误；因为粒子的电离本领强，所以应该用粒子放射源制成“烟雾报警器”，故B错误；光子的贯穿能力最强，从而使DNA发生变异，所以放射育种利用射线照射种子使遗传基因发生变异，故C正确；人体长时间接触放射线会影响健康，所以医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较短的放射性同位素，故D错误.8.(多选)(2020全国高三课时练习)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的A.射线探伤
16、B.利用含有放射性同位素碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C.利用钴60治疗肿瘤等疾病D.把含有放射性同位素的肥料施给农作物以检测农作物吸收养分的规律123456789 1011121314123456789 1011121314解析射线探伤是利用了射线的穿透性，故A错误.放射性同位素检测地下输油管的漏油情况和施放射性同位素的肥料是把放射性同位素作为示踪原子，故B、D正确.利用钴60治疗肿瘤等疾病是利用了射线的生物作用，故C错误.能力综合练9.(2020全国高三课时练习)钴60( )是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年.它发生衰变变成镍60( )同时放出能量高达315 ke
17、V的高速电子和两束射线.钴60的应用非常广泛，几乎遍及各行各业.在农业上，常用于辐射育种、食品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于人体肿瘤的放射治疗.关于钴60，下列说法正确的是A.发生衰变的衰变方程为B.将钴60放入高温高压环境中可以加快其衰变C.钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收D.10 g钴60经过10.54年全部发生衰变123456789 1011121314放射性元素衰变的快慢由核自身的因素决定，与所处的外部环境无关，故B错误.钴60半衰期太长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药品的示踪原子，
18、故C错误.123456789 101112131410.(2020全国高三课时练习)正电子发射计算机断层扫描(PETCT)，其原理是借助于示踪剂(正电子放射线药物)可以聚集到病变部位的特点来发现疾病的.PETCT常用核素氧15标记，其半衰期仅有2分钟.对含氧元素的物质照射2050 MeV的X射线，激发原子核边缘的中子，可以产生氧15正电子核素.下列说法正确的是A.用30 MeV的X射线照射氧16时，生成氧15的同时释放出中子B.氧15发生正电子衰变时，生成的新核含有9个中子C.经过10分钟，氧15的含量减小为原来D.将氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化123456789 101112
19、1314123456789 1011121314改变元素所处的物理环境和化学状态，不改变半衰期，故D错误.123456789 1011121314根据以上方程可以推断在X、Y和Z中，下列说法正确的是A.Z的中子数小于Y的中子数B.Y的质量数大于X的质量数C.X、Y和Z互为同位素D.Z的核电荷数大于Y的核电荷数根据质量数与电荷数守恒，则有：Z的质量数为232，质子数为90；由上可知，Z的中子数为23290142，小于Y的中子数23592143，故A正确；由上可知，Y的质量数小于X的质量数，故B错误；由于X和Y的质子数相同，即互为同位素，但Z不是，故C错误；由上可知，Z的核电荷数小于Y的核电荷数，
20、故D错误.123456789 101112131412.(多选)一个质子以1.4107 m/s的速度撞一个孤立的静止铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核.已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列说法正确的是C.硅原子核速度的数量级为107 m/sD.硅原子核速度的数量级为105 m/s解析核反应方程为 ，由动量守恒定律得m1.4107 m/s28mv，解得v5105 m/s，因此选项A、D正确.123456789 1011121314半衰期为2.61016 s，经7.81016 s，即3个半衰期，123456789 1011121314123456789 1011121314(1)写出这个过程的核反应方程式；(2)若粒子X以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，粒子X碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度.解析由(1)知，粒子X为中子，设粒子X的质量为m，则12C核的质量为12m，设碰撞后12C核的速度为v2，以v0的方向为正方向，碰撞后12C核的速度方向与粒子X原运动方向相同.123456789 1011121314
