1、高中物理高中物理选修选修3-5粤教版粤教版第三节第三节 放射性同位素放射性同位素目标定位目标定位1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程.2.知道什么是同位素、放射性同位素和人工放射性同位素知道什么是同位素、放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解了解放射性同位素在生产和科学领域的应用放射性同位素在生产和科学领域的应用.4.知道放射线的危害及知道放射线的危害及防护防护一、核反应一、核反应1利用天然放射性的高速利用天然放射性的高速_或利用人工加速的或利用人工加速的_去轰击去轰击_，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应，以产生新的原子核，这个过程叫做核反
2、应2反应能反应能在核反应过程中，原子核的质量数和电荷数会发生变化，在核反应过程中，原子核的质量数和电荷数会发生变化，同时伴随着同时伴随着_的释放或吸收，所放出或吸收的的释放或吸收，所放出或吸收的_叫做叫做反应能反应能3遵循规律：遵循规律：_数和数和_数总是守恒的数总是守恒的粒子粒子粒子粒子原子核原子核能量能量能量能量质量质量电荷电荷4发现质子和中子的核反应方程发现质子和中子的核反应方程(1)卢瑟福用卢瑟福用粒子轰击氮核而发现质子的核反应方程粒子轰击氮核而发现质子的核反应方程(2)用用粒子轰击铍从而发现中子的核反应方程粒子轰击铍从而发现中子的核反应方程二、放射性同位素二、放射性同位素1同位素：具
3、有相同同位素：具有相同_数而数而_数不同的原子，互称同位数不同的原子，互称同位素素2放射性同位素：具有放射性同位素：具有_的同位素，叫做放射性同位的同位素，叫做放射性同位素素质子质子中子中子放射性放射性4放射性同位素的应用放射性同位素的应用(1)利用放射性同位素放出的射线可进行利用放射性同位素放出的射线可进行_探伤、消除探伤、消除_ _、培育、培育_、治疗癌症、治疗癌症(2)放射性同位素可以作为放射性同位素可以作为_原子原子(3)利用元素的利用元素的_可推断地层或古代文物的年代可推断地层或古代文物的年代静静良种良种示踪示踪半衰期半衰期电电想一想想一想医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期医
4、学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？长的还是短的？为什么？答案答案半衰期短的因为半衰期短的放射性废料容易处半衰期短的因为半衰期短的放射性废料容易处理理5放射线的危害及防护放射线的危害及防护(1)射线具有射线具有_的电离作用，但的电离作用，但_能力很弱；能力很弱；(2)射线有较强的射线有较强的_能力，但电离作用较弱；能力，但电离作用较弱；(3)射线电离作用射线电离作用_，穿透能力，穿透能力_ 辐射防护的基本方法有：辐射防护的基本方法有：_、_和和_.很强很强穿透穿透穿透穿透最小最小很强很强时间防护时间防护距离防护距离防护屏蔽防护屏蔽防护一、核反应及核反应方程一、核反应及
5、核反应方程1核反应的条件核反应的条件：用：用粒子、质子、中子，甚至用粒子、质子、中子，甚至用光子轰击光子轰击原子核使原子核发生转变原子核使原子核发生转变2核反应的实质核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将：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原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变3原子核人工转变的三大发现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：年卢瑟福发现质子的核反应：(2)1932年查德威克发现中子的核反应：年查德威克发现中子的核反应：4人工转变核反应与衰变的比较人工转变核反应与衰变的比较(1)不同
6、点：人工转变是其他粒子与原子核相碰撞的结果，不同点：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、化学条件的影响变化，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，在发生过程中质量相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒【例例1】完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次】完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的发现质子、中子和正电子的借题发挥借题发
7、挥书写核反应方程四条重要原则书写核反应方程四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；中间用箭头，不能写成等号；(3)能量守恒能量守恒(中学阶段不做要求中学阶段不做要求)；(4)核反应必须是实验中能够发生的核反应必须是实验中能够发生的针对训练针对训练1(单选单选)(2012重庆高考重庆高考)以下是物理学史上以下是物理学史上3个著名个著名的核反应方程的核反应方程x、y和和z是是3种不同的粒子，其中种不同的粒子，其中z是是()A粒子粒子 B质子质子 C中子中子 D电子电子答案答案C二、放射性同位素及其应用二、放射性同位素及其应用1放射性同位素的
8、分类放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素天然放射性同位素(2)人工放射性同位素人工放射性同位素2人造放射性同位素的优点人造放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制放射强度容易控制(2)可以制成各种所需的形状可以制成各种所需的形状(3)半衰期很短，废料容易处理半衰期很短，废料容易处理3放射性同位素的主要作用放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度工业部门使用射线测厚度利用利用射线的穿透特性射线的穿透特性(2)农业应用农业应用射线使种子的遗传基因发生变异，杀死射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等腐败细菌、抑制发芽等(3)做示踪原子做示踪原子利用放射性同位素与非放射性
9、同位素有利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质相同的化学性质【例例2】(双选双选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的的()A射线探伤仪射线探伤仪B利用含有放射性碘利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况的油，检测地下输油管的漏油情况C利用钴利用钴60治疗肿瘤等疾病治疗肿瘤等疾病D把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律找出合理施肥的规律答案答案BD解析解析A是利用了
10、是利用了射线的穿透性；射线的穿透性；C利用了利用了射线的生物作射线的生物作用；用；B、D是利用示踪原子是利用示踪原子借题发挥借题发挥利用放射性同位素作示踪原子一是利用了它的利用放射性同位素作示踪原子一是利用了它的放射性，二是利用放射性同位素放出的射线放射性，二是利用放射性同位素放出的射线针对训练针对训练2(单选单选)关于放射性同位素的应用，下列说法中正关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是确的是()A利用射线可以改变布料的性质，使其不再因摩擦而生利用射线可以改变布料的性质，使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的电，从而达到消除有害静电的目的B利用利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也
11、可以进行人体射线的贯穿性可以为金属探伤，也可以进行人体的透视的透视C利用射线照射作物种子可使其利用射线照射作物种子可使其DNA发生变异，其结果发生变异，其结果一定是更优秀的品种一定是更优秀的品种D利用利用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人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体正常组织造成太大的伤害答案答案D解析解析利用射线消除有害静电是利用射线的电离作用，使利用射线消除有害静电是利用射线的电离作用，使空气分子电离，将静电导走，选项空气分子电离，将静电导走，选项A错误；错误；射线对人体细射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，选项胞伤害太大，不能用来进行人体透视，选项B错误；作物错误；作物种子发生的种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，选项能培育出优良品种，选项C错误；利用错误；利用射线治疗肿瘤对人射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，选项体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，选项D正确正确再见再见
