第三節放射性同位素第四章原子核

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欄目鏈接學習目標1．了解核反應，會寫核反應方程式．2．知道同位素及放射性同位素．3．了解放射性的應用與防護．

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欄目鏈接核反應的認識閱讀課本“核反應”，說明什么是核反應？核反應的條件和實質是什么？提示：(1)核反應的條件：用α粒子、質子、中子甚至用光子去轟擊原子核．(2)核反應的實質：以基本粒子(α粒子、質子、中子等)為“炮彈”去轟擊原子核(靶核X)，從而促使原子核發生變化，生成了新原子核(Y)，并放出某一粒子．

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欄目鏈接除了天然放射性元素會產生自發核衰變外，還可以利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轟擊原子核，以產生新的原子核，這個過程叫做核反應．在核反應過程中，原子核的質量數和電荷數會發生變化，同時伴隨著能量的釋放或吸收，所放出或吸收的能量叫做反應能．衰變和核反應中，方程兩邊總的質量數和電荷數守恒．

(1)盧瑟福用α粒子轟擊氮核產生質子的核反應方程：(2)用α粒子轟擊鈹發現中子的核反應方程：

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考點篇(3)鈾238原子核的α衰變方程：(4)釷234原子核的β衰變方程為：注意：①核反應過程一般是不可逆的，所以只能用單向箭頭表示反應方向，不能用等號連接．②核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不可憑空只依據兩個守恒捏造生成來寫反應方程．③核反應中遵循質量數守恒，而不是質量守恒，核反應前后的總質量一般會發生變化(質量虧損)而釋放出能量——核能．

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1993年，中國科學院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素.制取過程如下：(1)用質子轟擊鈹靶產生快中子；(2)用快中子轟擊汞，反應過程可能有兩種：①生成，放出氦原子核；②生成，同時放出質子、中子．(3)生成的鉑發生兩次衰變，變成穩定的原子核汞.寫出上述核反應方程．解析：由題目可知制得的過程，可根據每個過程中已知的原子核、粒子，依據電荷數、質量數守恒的原則寫出核反應方程．

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欄目鏈接根據質量數守恒、電荷數守恒，確定新生核的電荷數和質量數，然后寫出核反應方程，如下：答案：見解析

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欄目鏈接方法總結：寫核反應方程的原則是：(1)質量數守恒和電荷數守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號，因兩端僅僅是質量數守恒，沒有體現質量相等；也不能僅畫一橫線，因箭頭的方向還表示反應進行的方向；(3)能量守恒，但中學階段不作要求；(4)核反應必須是實驗能夠發生的，不能毫無根據地隨意亂寫未經實驗證實的核反應方程．

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欄目鏈接?課堂訓練1．(多選)在下列四個核反應方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子，以下判斷中正確的是(AC)A．X1是中子B．X2是質子C．X3是α粒子D．X4是正電子1..放射性同位素盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核打出了質子；查德威克用α粒子轟擊鈹原子核打出了中子；約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁原子核打出了中子，得到了放射性元素磷，磷發生β衰變放出正電子．試寫出上述三個典型的核反應方程．提示：原子核人工轉變的三大發現(1)1919年盧瑟福發現質子的核反應：(2)1932年查德威克發現中子的核反應：(3)1934年約里奧—居里夫婦發現放射性同位素和正電子的核反應：

1．同位素．具有相同質子數而中子數不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素．

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欄目鏈接2．放射性同位素．(1)定義：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素．(2)分類：可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素．(3)人工放射性同位素的優點：①種類多：天然放射性同位素只有40多種，而人工放射性同位素有1000多種．②放射強度容易控制．③可制成各種所需的形狀．④半衰期短，廢料易處理．因而放射性同位素的應用，一般都用人工放射性同位素．

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欄目鏈接(4)放射性同位素與放射性元素的同位素區別．某些非放射性元素比較穩定，但在人工轉變的條件下，會使有些原子核發生變化，形成這種非放射性元素的同位素，但這種同位素可能不穩定，會發生衰變，因此稱這種同位素為放射性同位素．由此可以看出，放射性同位素并不表示放射性元素的同位素，而是指這種同位素具有放射性．如磷是穩定的，不具有放射性．若用α粒子轟擊鋁核，會生成，它是磷的同位素，但它具有放射性，因此稱為磷的放射性同位素．

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欄目鏈接3．注意．(1)同位素的核外電子數相同，故化學性質相同，由于它們的中子數不同，因而它們的物理性質不同．(2)人類第一次得到的人工放射性物質是磷30，其原子核的數字符號為，其核反應方程為：.

(多選)氫有三種同位素，分別是氕、氘、氚，即、，則(

)A．它們的質子數相等B．它們的核外電子數相等C．它們的核子數相等D．它們的中子數相等

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欄目鏈接解析：同位素是具有相同質子數而中子數、質量數不同的原子．A、B正確．答案：AB?課堂訓練2．人類探測月球，發現在月球的土壤中含有較豐富的質量數為3的氦，它可以作為未來核反應的原料之一，氦的這種同位素應表示為(D)A．

B．

C．

D．解析：同位素的質子數相同，而中子數不同，因氦的核電荷數為2，月球的土壤中這種質量數為3的氦應表示為.放射性同位素的應用及防護應用人工放射性同位素有哪些優勢？提示：(1)種類多．天然放射性同位素只有60多種，而人工放射性同位素有1000多種．(2)放射強度容易控制.(3)可制成各種所需的形狀．(4)半衰期短，廢料易處理．(1)射線的應用．①利用放出的γ射線的穿透本領檢查金屬內部是否存在砂眼裂痕等，即所謂無損的γ探傷．②利用射線的穿透本領與物質厚度的關系，來檢查各種產品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實現自動控制．③利用射線的電離本領使空氣電離而把空氣變成導電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電．④利用射線的物理化學作用照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病(如放療)等．⑤利用射線的化學效應可以促進高分子化合物的聚合反應，以制造各種塑料或改善塑料的性能．此外，還可以利用射線使石油裂解，增加汽油的產品．(2)示蹤原子的應用．由于放射性元素能放出某種射線，可用探測儀器對它們進行跟蹤，因而可利用它們進行蹤跡顯示．人們把這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子．①農業上探測農作物對肥料的吸收情況．②工業上檢測機件的磨損情況．③醫學上提供生物機體內生理生化過程的動態信息．(3)半衰期的應用．①地質和考古工作中，推斷地層或古代文物的年代．②利用生物殘骸推斷生物死亡年代．2．放射線的危害及防護.

關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是(

)A．利用射線可以改變布料的性質，使其不再因摩擦而生電，從而達到消除有害靜電的目的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也可以進行人體的透視C．利用射線照射作物種子可使其DNA發生變異，其結果一定是更優秀的品種D．利用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害解析：利用射線消除有害靜電是利用射線的電離作用，使空氣分子電離，將靜電導走，選項A錯誤；γ射線對人體細胞傷害太大，不能用來進行人體透視，選項B錯誤；作物種子發生的DNA突變不一定都是有益的，還要經過篩選才能培育出優良品種，選項C錯誤；利用γ射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學地控制劑量，選項D正確．答案：D方法總結：利用放射性同位素作示蹤原子一是利用了它的放射性，二是利用放射性同位素放出的射線．?課堂訓練3．(