4　放射性的应用与防护优质教案设计

4 ●课标要求

放射性的应用与防护

1．了解放射性同位素的应用．

2．知道射线的危害和防护．

●课标解读

1．了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器．

2．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素．

3．了解放射性在生产和科学领域的应用．

4．知道核反应及其遵循的规律，会正确书写核反应方程．

●教学地位本节知识在生产、科技和医疗方面有广泛的应用，在近几年的高考命题中不断出现，题型一般为选择题，难度中等偏下. ●新课导入建议

放射线都是肉眼看不见的，科学家是如何探测的？有没有专用的探测仪器？放射性元素有哪些用途？它对人体又有哪些损害？带着这些问题进入我们今天的学习．

1.基本知识

(1)核反应

①定义：原子核在其他粒子的轰击下产生

的过程．

②原子核的人工转变

1919年

用α粒子轰击氮原子核，产生了氮的一种同位素，同时产生一个质子．

144卢瑟福发现质子的核反应方程：

7N＋2He―→

. 遵循规律：

守恒，

守恒．

(2)人工放射性同位素

①放射性同位素的定义：有些同位素具有

，叫做放射性同位素．

②人工放射性同位素的发现：1934年，约里奥·居里夫妇发现经过α30粒子轰击的铝片中含有放射性磷15P. 427发现磷同位素的方程：2He＋13Al―→

. (3)放射性同位素的应用与防护

①应用射线

应用射线可以测厚度、医疗方面的

、照射种子培育优良品种等．

②示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，要借助于

③辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，

的射线对人体组织有破坏作用．要防止

对水源、空气、用具等的污染．

2．思考判断

(1)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好放射的剂量．(√) 30(2)发现质子、发现中子和发现放射性同位素15P

的核

反应均属于原子核的人工转变．(√) 3．探究交流

医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？

【问题导思】

1．核反应的条件是什么？

2．核反应的实质是什么？

3．核反应遵循什么规律？

5．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，它不受物理和化学条件的影响．

(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．

【问题导思】

1．人工放射性同位素有什么优势？

2．放射性同位素有哪些应用？

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．人工放射性同位素的优势

(1)放射强度容易控制．

(2)可制成各种所需的形状．

(3)半衰期短，废料易处理．

3．放射性同位素的主要应用

(1)利用它的射线

①利用γ射线的贯穿本领强，可用γ射线探伤等．

②利用α射线的电离作用很强，可消除有害静电．

③利用γ射线对生物组织的物理和化学作用，可用来使种子发生变异，培育良种、灭菌消毒．

④利用放射线的能量，在医疗上，常用以抑制甚至杀

死病变组织，还可以轰击原子核，诱发核反应．

2)作示踪原子

①在农业生产中，探测农作物在不同的季节对元素的需求．

②在工业上，检查输油管道上的漏油位置．

③在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围．

例一为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂痕等伤痕存在．如图1931所示是利用射线检测钢柱内部是否存在伤痕及裂纹情况的示意图，若钢柱的直径为20 cm，则下列说法正确的是(

)

A．射线源放出的射线应该是β射线

B．射线源放出的射线应该是X射线

C．射线源放出的射线应该是γ射线

D．若钢件内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少

小结各种射线的性质，特别是射线的电离能力和穿透能力，是射线问题的考核重点.X射线虽有较强的穿透能力，但X射线管装置复杂，使用也不方便，不过对人体的伤害要比放射线小，所以人体透视用X射线，自动控制、机器探伤等则多用放射线.

3．(多选)关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是(

) A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很

强的性质

B．作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可以被仪器探测到的特点

C．γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质

D．γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质

课堂练1．(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是(

) A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样

B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素

C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得

D．以上说法均不对

2．(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的

(

)

A．利用钴60治疗肿瘤等疾病

B．γ射线探伤

C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况

D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测农作物吸收养分的规律

3．为了说明用α粒子轰击氮打出质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的2万多张照片中，终于从40多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验说明了(

) A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少

B．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少

C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少

D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少

1614．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为

8O＋0n―a0→7N＋bX，对式中X、a、b的判断正确的是(

) A．X代表中子，a＝17，b＝1 B．X代表正电子，a＝17，b＝－1 C．X代表正电子，a＝17，b＝1 D．X代表质子，a＝17，b＝1 5．自然界中铀和钴都有同位素．

(1)铀主要以三种同位素形式存在，三种同位素的原子234235238百分含量分别为

92U：0.005%,92U：0.72%,92U：99.275%.请列出计算U元素近似原子量的计算式(不必算出具体数值)：

_______。

(2)放射性同位素Co能够产生γ射线，高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种．此外，用γ射线照射过的食品有利于储藏，这是因为γ射线能________、

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________.