學案3放射性的應用、危害與防護[學習目標定位]1.知道放射性的應用及放射性應用的形式.2.知道放射性的危害及對放射性的防護方法．1．三種射線(1)α射線是氦核流，它具有很強的電離作用，但穿透力氣很弱；(2)β射線是高速運動的電子流，它有較強的穿透力氣，但電離作用較弱；(3)γ射線是能量很高的電磁波，它電離作用很弱，穿透作用很強．2．半衰期放射性元素有半數發生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期．半衰期只與核內部自身因素有關．3．放射性的應用(1)利用射線的特性．放射性元素放射的α射線、β射線及γ射線，由于特性不同，各有其不同的應用．①α射線帶電，能量大，其電離作用很強，因此，可用來消退靜電．②β射線一般作為測量手段使用，其原理是利用其穿過薄物或經過薄物反射時，由透射或反射后的衰減程度來測定薄物的厚度與密度．③γ射線穿透力氣極強，比X射線要強很多倍．在工業上用來透視各種產品，以達到無損探傷的目的．γ射線對生物組織會產生物理、化學的效應，能引起生物體內DNA的變異，可用來培育良種，也可用來殺死癌細胞．(2)作為示蹤原子把放射性同位素的原子及其化合物通過物理或化學反應的方式摻到其他物質中，然后用探測儀器進行追蹤，以了解放射性同位素在其他物質中的位置、數量、運動和遷移狀況，這種使物質帶有“放射線標記”的放射線原子稱為示蹤原子．示蹤原子在工業、農業、醫學等各個學科及實際生產生活中的用途格外廣泛．(3)利用衰變特性在考古學中，可以利用測定發掘物中eq\o\al(14,6)C放射性元素的含量，來確定它的年月．(4)其他應用在地質學上，利用射線勘探礦藏．4．放射性的危害與防護(1)放射性污染的主要來源在自然界中，存在于人體身邊的放射性來源眾多，包括自然?的和人工產生的．前者主要由兩部分組成：一是來自地殼表面的自然?放射性元素以及空氣中氡等產生的放射線；二是來自空間的宇宙射線．人工放射線的來源主要是醫療、核動力以及核武器試驗中的放射線．(2)放射線對人體組織造成的損害，主要是由于射線對原子和分子產生作用，這種作用將導致細胞損傷，甚至破壞人體DNA的分子結構．(3)放射性的防護其基本方法有：①距離防護；②時間防護；③屏蔽防護；④儀器監測．一、放射性同位素[要點提煉]約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時，發覺了一種具有放射性的新元素eq\o\al(30,15)P，這種新元素能不斷地射出正電子，其核反應方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e這是人類第一次用人工的方法產生了放射性同位素．例1完成下列核反應方程，并說明哪些屬于人工轉變，哪些屬于衰變？(1)eq\o\al(14,7)N＋()→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋()(3)eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(4,2)He→()＋eq\o\al(1,0)n(4)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋()，eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋()(5)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→()＋eq\o\al(4,2)He(6)eq\o\al(59,27)Co＋()→eq\o\al(60,27)Co＋γ(7)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋()(8)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋()答案(1)eq\o\al(14,7)N＋(eq\o\al(4,2)He)→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，人工轉變核反應(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋(eq\o\al(1,0)n)，人工轉變核反應(3)eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(4,2)He→(eq\o\al(13,7)N)＋eq\o\al(1,0)n，人工轉變核反應(4)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋(eq\o\al(1,0)n)，eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋(eq\o\al(0,1)e)，人工轉變核反應(5)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→(eq\o\al(3,1)H)＋eq\o\al(4,2)He，人工轉變核反應(6)eq\o\al(59,27)Co＋(eq\o\al(1,0)n)→eq\o\al(60,27)Co＋γ，人工轉變核反應(7)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋(eq\o\al(4,2)He)，α衰變(8)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋(eq\o\al(0,－1)e)，β衰變二、放射性同位素的應用[要點提煉]1．放射性同位素的分類：(1)自然?放射性同位素；(2)人工放射性同位素．2．人工放射性同位素的優勢：(1)種類多，自然?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)放射強度簡潔把握．(3)可制成各種所需的外形．(4)半衰期短，廢料易處理．3．放射性同位素的應用(1)利用射線特性①利用α射線的電離作用強，可以消退靜電．②利用β射線測定薄物的厚度及密度．③利用γ射線穿透力氣極強，達到無損探傷的目的．④γ射線能使種子的遺傳基因發生變異，在農業育種、醫療對癌細胞的綜合治療有重要應用．(2)作為示蹤原子：利用放射性元素與非放射性元素有相同的化學性質．(3)衰變特性：利用動植物殘骸中eq\o\al(14,6)C的含量與活生物體中的對比來確定死亡時間．例2正電子放射計算機斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程.15O在人體內衰變放出正電子，與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經計算機處理后產生清楚的圖像．依據PET原理，回答下列問題：(1)寫出15O的衰變和正負電子湮滅的方程式．(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是()A．利用它的射線B．作為示蹤原子C．參與人體的代謝過程D．有氧呼吸(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應________．(填“長”或“短”或“長短均可”)解析(1)由題意得：eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,＋1)e，eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ(2)將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，從而被探測器探測到，所以它的用途是作為示蹤原子，B對．(3)依據同位素的用途，為了減小對人體的損害，半衰期應當很短．答案(1)eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,＋1)e，eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ(2)B(3)短例3如圖1所示是利用放射線自動把握鋁板厚度的裝置，假如放射源能放射出α、β、γ三種射線，而依據設計，該生產線壓制的是3mm厚的鋁板，那么是三種射線中的________射線對把握厚度起主要作用．當探測接收器單位時間內接收到的放射性粒子的個數超過標準值時，將會通過自動裝置將M、N兩個軋輥間的距離調________一些．圖1解析α射線不能穿過3mm厚的鋁板，γ射線又很簡潔穿過3mm厚的鋁板，基本不受鋁板厚度的影響，而β射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會使穿過鋁板的β射線的強度發生較明顯變化．應是β射線對把握厚度起主要作用．若超過標準值，說明鋁板太薄了，應當將兩個軋輥間的距離調整得大些．答案β大放射線的應用、危害與防護eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(應用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(利用射線的特性,作為示蹤原子,利用衰變特性,其它應用)),危害與防護\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(距離防護,時間防護,屏蔽防護,儀器監測))))1．在工業生產中，某些金屬材料內部毀滅的裂痕是無法直接觀看到的，假如不能夠發覺它們，可能會給生產帶來極大的危害，自從發覺放射線之后，則可以利用放射線進行探測，這是利用了()A．原子核在α衰變中產生的eq\o\al(4,2)HeB．β射線的帶電性質C．γ射線的貫穿本事D．放射性元素的示蹤本事答案C解析γ射線的貫穿本事極強，可以用來進行金屬探傷，故正確答案為C.2．關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的有()A．放射線轉變了布料的性質使其不再因摩擦而生電，從而達到消退有害靜電的目的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視C．用放射線照射作物種子使其DNA發生變異，其結果確定是更優秀的品種D．用γ射線治療腫瘤時確定要嚴格把握劑量，以免對人體正常組織造成太大的損害答案D解析利用放射線消退有害靜電是利用放射線的電離作用，使空氣分子電離成為導體，將靜電消退，A錯．γ射線對人體細胞損害太大，不能用來進行人體透視，B錯．作物種子發生的DNA突變不愿定都是有益的，還要經過篩選才能培育出優良品種，C錯．用γ射線治療腫瘤對人體確定有副作用，因此要科學地把握劑量，D對．3．用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發覺，自然?的放射性同位素只不過40多種，而今日人工制造的放射性同位素已達1000多種，每種元素都有放射性同位素．放射性同位素在工業、農業、醫療衛生和科學爭辯的很多方面得到了廣泛的應用．(1)帶電的驗電器在放射線照射下電荷會很快消逝．其緣由是()A．射線的貫穿作用B．射線的電離作用C．射線的物理、化學作用D．以上三個選項都不是(2)圖2是工廠利用放射線自動把握鋁板厚度的裝置示意圖．假如工廠生產的是厚度1毫米的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認為對鋁板的厚度把握起主要作用的是________射線．圖2(3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時，需要證明人工合成的牛胰島素結晶跟自然?牛胰島素的結晶是同一種物質，為此曾接受放射性同位素14C做____________．答案(1)B(2)β(3)示蹤原子解析(1)因放射線的電離作用，空氣中的與驗電器所帶電荷電性相反的離子相互中和，從而使驗電器所帶電荷消逝．(2)α射線穿透物質的本事弱，不能穿透厚度1毫米的鋁板，因而探測器不能探測，γ射線穿透物質的本事極強，穿透1毫米厚鋁板和幾毫米厚鋁板打在探測器上很難辨別．β射線也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，