4　放射性的应用与防护名师教学设计2

人教版高中物理选修3-5 第十九章

原子核

第四节

放射性的应用与防护

教学目标

一、知识目标：

1、知道什么是核反应，会写出人工转变方程。

2、知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。

3、了解放射性在生产和科学领域的应用。

4、知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。

二、能力目标：

渗透和安全地开发利用自然资源的教育。

三、德育目标：

培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。

教学重点

人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。

教学难点

人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。

教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具

1、挂图，实验器材模型，课件等。

2、多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

课时安排

1课时

教学过程

引入新课: 教师：前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。

学生：回忆前面学习的衰变方程以及衰变过程中遵循的规律。同时学生说出三种衰变物质的性质。

点评：开门见山引入本节课的课题，这能很快让学生知道本节课要做的事情，符合这一部分内容的教学。

第

- 1 - 页

共

5 页

通过复习巩固前面的知识，对这一部分内容的教学是有帮助的，有利于学生对人工转变的理解。

新课教学: 1、核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。

人工转变核反应方程：

1479441N2He17O81H

41Be2He126C0n

例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。

（1）2511Na俘获1个α粒子后放出1个质子

（2）2713Al俘获1个α粒子后放出1个中子

（3）168O俘获1个中子后放出1个质子

（4）3014Si俘获1个质子后放出1个中子

学生：理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。

点评：这部分主要为老师讲解，学生通过前面已学的知识来掌握新的知识。再通过例题进行巩固。

2、人工放射性同位素

（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。

（2）人工放射性同位素

AlHe

P

（3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。

（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素

学生：从这部分开始主要为学生自习和上网查找资料，一方面要掌握书本的知识，另一方面要扩展自己的知识面，同时有问题的地方及时向老师提问，

点评：这一节大部分为陈述性的知识，教学难度不大，学生很容易掌握，如果让学生自习并上网查相关资料，他们一样可以掌握的很好，同时还能扩展他们的知识面，更能激发学生学习的热情。

3、放射性同位素的应用：

（1）利用射线：

射线测厚装置

烟雾报警器

第

- 2 - 页

共

5 页

放射治疗

培育新品种，延长保质期

学生要能说出如何利用放射性物质的射线的。对于书本的几种事例要能够讲清楚工作的原理。对学生上网查找的有关射线的应用也要能说出原理。

点评：通过学生的自习与回答问题，培养学生搜索信息，加工信息的能力，同时培养学生的表达能力，规范应用物理术语的能力。

（2）作为示踪原子

棉花对磷肥的吸收

甲状腺疾病的诊断

学生要说出如何将放射性物质作为示踪原子的原理。

4、辐射与安全

学生通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。

点评：这部分内容同样通过学生的自主性学习获得知识，同时也让学生知道核辐射并不可怕，只要控制好量并注意防护，培养学生学科学，讲科学的意识。

课堂小结：

本节课的内容相对比较简单，通过学生的自主学习学生要能够掌握核反应的概念以及核反应方程，两种放射性同位素的异同点以及人工放射性同位素的一些应用，并能从物理学的原理上进行解释，还要了解核辐射的应用和防护。

教学说明: 教学要注重理论联系实际，多举现实中的例子。

课后练习：

2730301、用α粒子轰击铝核（13，产生磷核（15Al）P）和x粒子，磷核（15P）具有放射性，它衰变后变30成硅核（14Si）和y粒子，则x粒子和y粒子分别是（

）

A．质子

电子

B．质子

正电子

C．中子

正电子

D．中子

电子

2、太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（

）

40144171A．411H→2He+21e

B．7N+2He→8O+1H

C．2359219012382344U+0n→13654Xe+38Sr+100n

D．92U→90Th+2He

3、天然放射现象的发现揭示了（

）

A、原子不可再分

B、原子的核式结构

第

- 3 - 页

共

5 页

C、原子核是可分的

D、原子核由中子和质子组成

4、某放射性元素的原子核发生两次a衰变和六次衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（

）

A、中子数减小8

B、质子数减小2 C、质子数增加2

D、核子数减小10 5、关于射线，下列说法中正确的是（

）

A、是处于激发态的核的变化所发射的

B、是原子的内层电子的跃迁所发射的

C、是不带电的中子流

D、是不带电的光子流

6、某放射性原子核A，经一次a衰成为B，再经一次衰变成为C，则（

）

A、原子核C的中子数比A少2 B、原子核C的质子数比A少1 C、原子核C的中子数比B少1 D、原子核C的质子数比B少1 7、在匀强磁场里原来静止的放射性碳14原子，它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相切的圆，圆的半径之比为7：1，如图25—3所示，那么碳14的核衰变方程是（

）

41014014

A、146C2He4Be

B、6C1e5B

01414212

C、146C1e7N

D、6C1H5B

8、最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重253离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核ZX经过6次a衰变后的产物是100Fm。由此，A可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（

）

A、124、259

B、124、256

C、112、265

D、112、277

9、1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家．下列核反应中属于研究“两弹”的基本核反应的是：

17A．14

7N+2He→

8O+1H

234C．238 92U→ 90Th+2He

441

1901

B．235

92U+0n→38Sr+54Xe+100n

136

D．1H+1H→2He+10n

23410、一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为20天，测得每分钟衰变6×107次．今将这瓶溶液倒入一水库

第

- 4 - 页

共

5 页

中，80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，现取1m3水样本测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量V=_______m3．

11、一个中子以1.9×107m/s的速度中一个静止的氮核147N，并发生核反应，生成甲、乙两种新核，它们的运动方向与中子原来的运动方向相同，测得甲核质量是中子质量的11倍，速度是1×106m/s，乙核垂直进入B=2T的匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R=0.2m，已知中子质量m=1.6×10-27kg，e=1.6×10-19C，求乙核是何种原子核？并写出核反应方程。

参考答案

411141、C 2、A3、C 4、C5、AD 6、BC 7 C、8、D9、BD10、1.875×105m3．11、是2He,0n147N5B2He

第

- 5 - 页

共

5 页