4　放射性的应用与防护优质课教案

《放射性的应用与防护》

【教学目标】

（一）知识与技能

1．知道天然放射现象及其规律。

2．知道原子核的衰变规律，了解半衰期的概念．

3．了解放射性在各个领域的应用。

4．了解放射性污染以及如何防范放射性污染。

（二）过程与方法

1.通过阅读了解放射性元素的发现。

2.查找资料，找出放射性在医学、生物、物理等领域的应用。

（三）情感态度与价值观

培养观察问题，总结规律的能力。了解放射性元素的利与弊，加强保护环境的意识。可以在以后的学习中，用所学知识，来充分的利用放射性元素的利，避免放射性物质的弊。

【教学重点与难点】

1．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线（释放能量）．在某些特殊情况下，某些放射性元素只放出α或只放出β射线．但任何情况下都不会只放出γ射线，γ射线只能伴随α或β射线放出

2．衰变方程，

【教具】

投影仪ppt 【教学过程】

引入新课：

身边的核电站-台山核电站介绍：台山核电于07年7月注册成立，07年11月26日，在******和法国总统萨科奇的共同见证下，中广核集团公司董事长钱智民在北京人民大会堂与法国阿海珐集团首席执行官罗薇中、法国电力集团董事长嘉德奈分别签署了《关于合作建设广东台山核电项目1、2号机组的总体协议》、《中广核集团公司和阿海珐关于铀矿的投资协议》和《中广核集团公司与法国电力公司合资经营台山核电合营有限公司合同》。标志着集团开始迈向三代核电建设的新起点。

法国科学家贝克勒尔自1895年起一直研究由硫化物和含铀的化合物产生的磷光现象，

1896年2月26日、27日两天，因阴雨无法进行实验，他把用黑纸包住的照相底片连同它上面的磷光物质一起放进抽屉里．3月1日细心的贝克勒尔想抽查一下照相底片是否会因黑纸漏光而曝光．照相底片冲洗出来后，他大吃一惊，底片受到很强的辐射而变得很黑了，这显然不是漏光和磷光形成的．第二天他向法国科学院报告了他所发现的新的“不可见的辐射”．这种辐射可以穿透黑纸而使底片感光，这就是后来提出的物质的放射性．贝克勒尔因发现了物质的放射性而获得1903年诺贝尔物理学奖．

人们认识原子核的复杂结构和它的变化规律就是从发现天然放射现象开始的，天然放射就是原子核的一种变化．引入课题．

（一）天然放射现象：

1、天然放射现象：

放射性和放射性元素：物质发送某种看不见的射线的性质叫放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。

最早发现的天然放射性元素是铀，后来居里夫妇又发现了镭、钋．现在已经知道原子序数大于82的元素都有放射性．天然放射性元素的种类很多，但它们在地球上的含量很少．

2、放射线的性质：

引导提问：铀、镭等元素放出的射线是什么射线？它们有什么特点？

生：α射线、β射线、γ射线．

γ射线：具有很强的穿透能力，电离能力较弱；

α射线：电离能力较强，穿透力比较弱。

3、放射性元素的衰变：

1．衰变：放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新的原子核的变化．

2．两种衰变：α衰变、β衰变．

3．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，符号：T．

（二）放射性物质的利与弊

1.放射性应用

（1）同位素示踪

示踪原子应用于农业科学、医学研究外和环境监测等领域。

（2）辐射育种

辐射育种是利用γ射线等射线诱发作物基因突变，获得有价值的新突变体，从而育成优良品种。我国辐射突变育种的成就突出育成的新品种占世界总数的四分之一。特别是根、棉、

油等作物的推广，取得了显著的增产效果。

（3）核医学诊断是根据放射性示踪原理对患者进行疾病检查的一种诊断方式。

在临床上可分为体内诊断和体外诊断。体内诊断是将放射性药物引入体内，用仪器进行脏器显像或功能测定。体外诊断是采用放射免疫分析方法，在体外对患者体液中生物活性物质进行微量分析。我国每年约有数千万人次进行这种核医学诊断。

电离辐射具有杀灭癌细胞的能力。目前，放射治疗是癌症治疗三大有效手段之一，70%以上癌症患者都需要采用放射治疗。放射治疗可分为外部远距离照射、腔内后装近程照射、间质短程照射和内介入照射等。

体内放射性药物治疗是近来颇受医学界关注的临床手段。单克隆抗体与放射性核素结合生成的导向药物（“生物导弹”），可能为恶性肿瘤的内照射治疗提供一种新的有效途径。

（4）γ射线探伤仪可检查金属内部的损伤。其物理依据是有很强的惯穿本领。

射线探伤是利用放射线（X射线、γ射线或其他高能射线）能够穿透金属材料，并由于材料对射线的吸收和散射作用的不同，从而使胶片感光不一样，于是在底片上形成黑度不同的影像，据此来判断材料内部缺陷情况的一种检验方法。

当射线穿透被检验的金属时，由于原子对射线的吸收与散射作用，射线的强度受到削弱，材料厚度愈大，强度减弱愈多。如果在X射线、γ射线穿透途中，遇到材料内部的各种缺陷，如气孔、夹渣、裂缝等，由于这些缺陷对射线的衰减作用，比毗邻的致密金属要小得多，从而使照相底片或荧光屏上呈现不同黑度的影像，由此即可判别缺陷的性质和大小。

放射性的应用还有食品辐照保藏、辐射加工方面等许多地方。

2.放射性污染

放射性污染主要指人工辐射源造成的污染

污染源主要是来自以下方面

1)、核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下，核弹爆炸的瞬间，由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升，随着与空气的混合，辐射热逐渐损失，温度渐趋降低，于是气态物凝聚成微粒或附着在其它的尘粒上，最后沉降到地面。

2)、核燃料循环的“三废”排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收、核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”，能对周围环境带来一定程度的污染。

3)、医疗照射引起的放射性污染

目前，由于辐射在医学上的广泛应用，已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。

4)、其它各方面来源的放射性污染

其它辐射污染来源可归纳为两类：一

工业、医疗、军队、核舰艇，或研究用的放射源，因运输事故、遗失、偷窃、误用，以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量照射或污染环境；二是一般居民消费用品，包括含有天然或人工放射性核素的产品，如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射，虽对环境造成的污染很低，但也有研究的必要。

天然放射性物质在自然界中分布很广，它存在于矿石、土壤、天然水、大气及动植物的所有

组织中，特别是鱼贝类等水产品对某些放射性核有很强的富集作用，使得食品中放射核素的

含量可能显著地超过周围环境中存在的该核素比放射性。放射性物质的污染主要是通过水及

土壤，污染农作物、水产品、饲料等，经过生物圈进入食品，并且可通过食物链转移。在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，则人100%死亡。照射剂量在150rad以下，死亡率为零，但并非无损害作用，住往需经20年以后，一些症状才会表现出来。放射性也能损伤遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害。

演示：放映资料片《切尔诺贝利核泄漏事故》片断。

3.放射性污染的防护

放射性污染的防护，主要是控制放射性物质的来源。放射性物质的来源主要是核试验与核工业(如核电站以及放射性矿物的开采、提炼、储存、运输)。

防止放射性污染的主要措施有：

①核电站(包括其他核企业)一般应选址在周围人口密度较低，气象和水文条件有利于废水和废气扩散稀释，以及地震强度较低的地区，以保证在正常运行和出现事故时，居民所受的辐射剂量最低。②工艺流程的选择和设备选型要考虑废物产生量和运行安全。③废气和废水需作净化处理，并严格控制放射性元素的排放浓度和排放量。含有α射线的废物和放射强度大的废物要进行最终处置和永久贮存。④在核企业周围和可能遭受放射性污染的地区建立监测机构。

人类从来就生活在有放射性的环境之中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的日常生活中，有的也具有放射性，例如一些夜光表上的荧光粉就含有放射性物质。平时吃的食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素。体检时还会做X射线透视，这更是剂量比较大的照射。不过这些辐射的强度都在安全剂量之内，对我们没有伤害。

然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，有时不能马

上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。

小结：