4　放射性的应用与防护教案教学设计导入设计

4 放射性的应用与防护

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．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？

【提示】

应选用半衰期较短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．当然也不能选用太短的，否则就需要频繁更换放射原料了．

[合作探讨] 探讨1：放射性同位素可以怎样获得？

【提示】

放射性同位素可以由天然放射性元素获得，也可以用人工方法获

得．

探讨2：人工放射性同位素有哪些优点？

【提示】

(1)放射强度容易控制；(2)可以制成各种所需的形状；(3)半衰期很短，废料容易处理．

[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．

7．(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子

(

) A．γ射线探伤仪

B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况

C．利用钴60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

【解析】

A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、

D是利用示踪原子．

【答案】

BD 8．(多选)关于放射性同位素的应用下列说法中正确的有(

) A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的

B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤

C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

D．用γ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

【解析】

利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电泄出，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，B、D正确；DNA变异并不一定都是有益的，C错误．

【答案】

BD 9．正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理，回答下列问题：

(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．

(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是(

) A．利用它的射线

B．作为示踪原子

C．参与人体的代谢过程

D．有氧呼吸

(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应________．(填“长”、“短”或“长短均可”)

0

0

015【解析】

(1)由题意得15

8O→

7N＋＋1e，＋1e＋－1e→2γ.

(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途为作为示踪原子．B正确．

(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该很短．

015

0

0【答案】

(1)15

8O→

7N＋＋1e，＋1e＋－1e→2γ

(2)B

(3)短

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．