放射性的应用与防护.ppt

19.4 放射性的应用与防护 — —高中物理新课标教材选修3-5 第十九章第四节 为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有什么办法？ 问题情景： 辐射方法处理粮食 一、核反应 1、定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程-------核反应 2、规律：在核反应中，质量数和电荷数都守恒 材料——质子的发现 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。 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。 材料——中子的发现 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。 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。  （2）发现中子的核反应方程——查德威克 （1）发现质子的核反应方程——卢瑟福 一、放射性的应用 1.放射性同位素的概念 具有放射性的同位素称为放射性同位素 2.放射性同位素的优点 （1）半衰期短 （2）放射强度容易控制 放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛的应用．其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的． （1）利用射线进行探测和辐射 （2）作为示踪原子 射线应用 示踪原子 探伤仪 培育新种 保存食物 消除有害静电 消灭害虫 治疗恶性肿瘤 农作物检测 诊断器质性和功能性疾病 生物大分子结构及功能研究 食品保鲜 棉花育种 “交联”作用 放射性同位素造影术 粮食保存 “放疗”治疗 放射线测厚仪 二、放射性的污染与防护 虽然放射性能给人类带来许多方便，但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。 1.辐射对人类本身带来瞬时及中、长期危害 大剂量瞬间引起的急性放射性辐射伤害，可使人或生物在很短时间内死亡。受到微量放射性污染伤害的人或生物，即使当时并不危及生命，经过一定时间，也可能诱发癌症、白血病等，缩短寿命以及遭受遗传伤害等，产生后发效应。 放射性物质主要是通过食物链经消化道进人人体，其次是经呼吸道进人人体。一些放射性核素因衰变周期长，一旦进入人体，其通过放射性裂变而产生的α、β、γ射线，将对机体产生持续的照射，而这也意味着它们将长期保持危险性，如钴—60的半衰期为5年，而镅— 241的半衰期则有480年之久，此过程将持续至放射性核元素蜕变成稳定元素或全部被排出体外为止。放射性物质进入人体后，可造成内照射损伤，使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多，发生癌变，以至引起人体基因突变和染色体畸变，并有可能遗传给后代。 2.对环境造成破坏性危害 由于通过食物链传递，使许多污染物，尤其是半衰期长的放射性元素，性质稳定且在自然界能长期存在，将可能对生态系统造成危害。即使原始污染域污染物的浓度很低，不足以伤害生物，但经过富集浓缩之后就可积累到足以伤害生物的程度。而且，放射性元素可以远距离污染。假设放射性物质在一次爆炸后，产生的粒子被顺风而下的云所携带而扩散，除任何居住在被污染地区的人们将被灰尘辐射，食人受污染的食物和水而受到污染外，同时受污染的灰尘将被风、运动的车辆及其它运动物带远，加大辐射量。 清理被污染的地区非常困难，因为现在还没有有效清除建筑物残留放射性的方法。一些放射性物质，如铯137，具有粘在沥青、混凝土和玻璃上的性质，它