4　放射性的应用与防护优质课教学设计

4 放射性的应用与防护

授课人

耿远广

学

习

目

标

1．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素．

2．知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程．(重点、难点) 3．了解放射性在生产和科学领域的应用．知道射线的危害及防护.

[先填空] 1．核反应

(1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．

(2)原子核的人工转变

1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子．

441卢瑟福发现质子的核反应方程：1→177N＋2He―8O＋1H. 遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．

2．人工放射性同位素

(1)放射性同位素的定义：具有放射性的同位素．

(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α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3015P. 1

271发现磷同位素的方程：4→302He＋13Al―15P＋0n. [再判断] 1．卢瑟福发现质子的过程就是原子核的人工转变过程．(√) 2．衰变反应过程和原子核的人工转变过程都遵循质量守恒和电荷守恒规律．(×) 3．同位素都具有放射性．(×) [后思考]

衰变和原子核的人工转变有什么不同？

[合作探讨] 探讨1：书写核反应方程时为什么不能用等号连接？

探讨2：原子核的衰变方程和原子核的人工转变方程有何区别？

[核心点击] 1．核反应的条件

用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．

2．核反应的实质

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．

3．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：

144171

7N＋2He→

8O＋1H (2)1932年查德威克发现中子的核反应：

941214Be＋2He→

6C＋0n 4(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：2713Al＋2130300He→3015P＋0n；15P→14Si＋1e. 4．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2

恒，反应前后粒子总动量守恒．

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．

413(1)10

5B＋2He→

7N＋(

) 121(2)94Be＋(

)→

6C＋0n 271(3)2713Al＋(

)→12Mg＋1H 417(4)14

7N＋2He→

8O＋(

) 241(5)2311Na＋(

)→11Na＋1H 413030(6)2713Al＋2He→0n＋(

)；15P→14Si＋(

)

书写核反应方程的四条重要原则

(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)能量守恒(中学阶段不作要求)；

(4)核反应必须是实验中能够发生的．

放

射

性同

位素

的

应

用

与

防

护

[先填空] 1．应用射线：利用γ射线的穿透本领可以测厚度等，还可以用于放射治疗、照射种子培育优良品种等．

2．示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．

3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用．要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．

[再判断] 1．同一种元素的放射性同位素具有相同的半衰期．(×) 2．在用到射线时，利用人工放射性同位素和天然放射性物质都可以．(×) 3

3．用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物做“示踪原子”．(√) [后思考] 医学上做射线治疗用的放射性元素，使用一段时间后当射线强度降低到一定程度时就需要更换放射材料，原来的材料成为核废料，这些放射治疗选用的放射性元素的半衰期应该很长还是较短？为什么？

[合作探讨] 探讨1：放射性同位素可以怎样获得？

探讨2：人工放射性同位素有哪些优点？

[核心点击] 1．放射性同位素的分类

可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种，天然放射性同位素不过40多种，而人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有自己的放射性同位素．

2．人工放射性同位素的优点

(1)放射强度容易控制；

(2)可以制成各种所需的形状；

(3)半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理．因此，凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素．

3．放射性同位素的主要应用

(1)利用它的射线．

①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；

②农业应用——γ射线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医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．

(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．

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放射性同位素的两类应用

(1)利用它的射线：α射线的电离作用，γ射线的贯穿本领和生物作用，β射线的贯穿本领．

(2)作为示踪原子：多数情况下用β射线，因为γ射线难以探测到．

作业：P78

2.3.4

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