4　放射性的应用与防护优秀教案板书设计

人教版

选修3---5

第十九章

原子核

4、放射性的应用与防护

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、了解放射性在生产和科学领域的应用。（教学重点）

3．知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程。（教学难点）

教学过程：

一、课题引入：（新闻模式）

（学生）尊敬的各位老师，各位同学，大家好！现在是蜀都新闻时间。我是播音XXX。

如果现在国家最操心的事情是什么？毫无疑问的能源问题！……我国的核电产业已经在世界处于领先地位，最近一个特大的喜讯传来，，中国守护神横空问世，这个守护神就是我国最新的华龙一号技术…………是根据最新安全要求，研究的先进百万千瓦级压水堆核电技术，共安全指标和技术性能达到国际先进水平………….是具有完整知识产权…………目前已经有23个国家愿意来和中国签订合作关于核电技术方面的问题……美日…提出高价希望能引进华龙一号的核心技术…。

（学生集体呼声）不答应。

师：很好，不答应，那为了祖国的繁荣富强，为了健康安全的生活，今天我们一起沿着科学家的足迹去探索华龙一号的秘密之一

课题（板书）：人教版

选修3---5

第十九章

原子核

4、放射性的应用与防护

师：现要在复习一下三种射线，请大家完成如下表格（一位同学展示）

粒子

电离本领

贯穿本领

α射线

β射线

γ射线

师：三种射线从何而来，又去向何方，怎么利用好？这就是我们本节课是学习的内容

二、讲授新课：

1、质子的发现

师：请同学来分享一下预习案中的原子发现史料

生1：卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光

这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。

（课件展示）

为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是

p

用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。

生2：写出反应式

2、中子的发现

14741N2He178O1H

师：请同学来分享一下预习案中的中子发现史料

生1：1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击元素

铍核，发现铍核没射出质子，而放出了一种新的射线（铍辐射）．这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量．

生2：1932年１月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福的预言、自己苦苦寻找了12年的中子。他决定用云室的方法探测射线的速度和质量。

他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质子质量差不多。他还确定这不带电的粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为

“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。（课件展示）

师：此处应有掌声

生：写出反应式

9

4BeHe42126Cn10师：中子的发现，有重大的意义：

中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供研究用的“炮弹”只有天然放

射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得了许多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用

师：观察这两个人工反应方程式，与我们上一节学习的衰变方程有什么区别和联系，反应过程中有什么规律？

生：铀的衰变是由一个核参与，而现在是两个核参与。电荷数守恒，质量数守恒。

师：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。

遵循的规律是：电荷数守恒，质量数守恒。

3、放射性同位素

师：请同学来分享一下预习案中的同位素发现史料

生：1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同，所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷，更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝核被粒子击中后发生了下面的反应：

反应生成物P是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，核衰变方程如下：

用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现．后来人们用质子、氘核、中子和光子轰击原子核，也得到了放射性同位素天

然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工方法得到的放射性性同位素有一千多种，因而放射性同位素有着广泛的用途。由于同位素的核电荷数相同，所以化学性质相同。

师：例在下列四个核反应方程中，

x1、x2、x3和x4各代表某种粒子

①13H+x1→24He+1n ②714N+24He→817O+x2

③49Be+24He→612C+x3 ④1224Mg+24He→1327Al+x4

以下判断中正确的是（

）

A．x1是质子

B．x2是质子

C．x3是质子

D．x4是质子

练习2、在下列四个核反应方程中，x表示质子的是（B 练习：1、下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是（

）

A．C．

B．D．

练习2、在下列四个核反应方程中，x表示质子的是（

）

A．→+x

B．N+n→C+x

C．→+x

D．+→+x

4、放射性同位素的应用

师：学生阅读教材，小组讨论完成，学生展示

生：与天然的放射性物质相比，人造

放射性同位素的优点：



放射强度容易控制

可以制成各种需要的形状



半衰期更短

放射性废料容易处理

师：放射性同位素的应用

（1）利用它的射线

A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪

B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制

C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电

D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等

（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等

棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．

作为示踪原子：在医疗方面的应用

人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚集在甲状腺内．给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病．

（3）放射性污染和防护

原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位

素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害

过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用

环境中的放射性物质可以由多种途径进入人体，他们发出的射线会破坏机体内的大分子结构，甚至直接破坏细胞和组织结构，给人体造成损伤。高强度辐射会灼伤皮肤，引发白血病和各种癌症，破坏人的生殖技能，严重的能在短期内致死。少量累积照射会引起慢性放射病，使造血器官、心血管系统、内分泌系统和神经系统等受到损害，发病过程往往延续几年，几十年，还有可能不止几十年

（4）放射性环境污染来源与防护

燃煤的放射性污染、饮用水中的放射性污染新

新宅的放射性污染、食品中放射性污染

、装修建材、家居饰品、各类首饰

放射性的防护

（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄

（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里

（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源

三、课堂小结：

1、核反应基本上可分为两大类：

一是自然衰变（天然放射性衰变），

二是人工转变

2、放射性同位素的应用

四、家庭作业与活动

课题研究：调查住房装修材料的放射性

查找有关装修材料在放射性方面的标准；

了解如何检测装修好的住房中的放射性；

讨论如何减少装修住房带来的放射性