高中物理 第3章 原子核与放射性 3.3 放射性的应用与防护教案 鲁科版选修3-5

第3节放射性的应用与防护课标要求知识与技能1.了解放射性的应用2知道放射线的危害与防护过程与方法渗透安全地开发利用自然资源的教育情感态度与价值观培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力.课标解读1了解放射性在生产和科学领域的应用，使学生了解射线的贯穿本领、电离作用，以及射线的物理、化学和生物作用2知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射性的措施，建立防范意识教学地位教师应首先使学生回顾放射性及放射线的概念、产生、特点要让学生知道，一方面，有的放射性物质在地球诞生时就存在，如铀、钍、镭等，它们叫天然放射性物质，另一方面，人类出于不同的目的制造了一些具有放射性的物质，这种物质叫人工放射性物质此外，教师要紧紧围绕放射线的特点说明它们的作用、危害及防护措施教学中可以让学生在课前自己收集关于放射性的作用、危害及防护等方面的信息，让学生在班上交流和讨论，发表个人见解新课导入建议问题导入放射性同位素的放射强度易于控制，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此在生产和科学领域得以广泛的应用你知道放射性有哪些应用吗？教学流程设计步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.知道放射性同位素，了解放射性在生产和科学领域的应用2知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防护放射性的措施，建立防范意识.1.了解放射性在生产和科学领域的应用(重点)2知道射线的危害和防护(重点)3放射性同位素在科技领域的应用(难点)放射性的应用1.基本知识(1)利用放射线使细胞变异或损害的特点，辐射育种、食品辐射保存、放射性治疗等(2)放射性同位素电池：把放射性同位素衰变时释放的能量转换成电能的装置(3)射线探伤：利用了射线穿透能力强的特点(4)作为示踪原子对有关生物大分子结构及其功能进行研究2思考判断(1)利用放射性同位素放出的射线可以给金属探伤()(2)利用放射性同位素放出的射线消除有害的静电积累()(3)利用放射性同位素放出的射线保存食物()3探究交流放射性元素为什么能做示踪原子？【提示】由于放射性同位素不断发出辐射，无论它运动到哪里，都很容易用探测器探知它的下落，因此可以用作示踪物来辨别其他物质的运动情况和变化规律这种放射性示踪物称为示踪原子或标记原子放射性污染和防护1.基本知识(1)放射性污染的主要来源核爆炸；核泄漏；医疗照射(2)为了防止放射线的破坏，人们主要采取以下措施密封防护；距离防护；时间防护；屏蔽防护2思考判断(1)核泄漏会造成严重的环境污染()(2)医疗照射是利用放射性，对人和环境没有影响(×)(3)密封保存放射性物质是常用的防护方法()3探究交流放射性污染危害很大，放射性穿透力很强，是否无法防护？【提示】放射线危害很难防护，但是通过屏蔽、隔离等措施可以进行有效防护，但防护的有效手段是提高防范意识.放射性的应用【问题导思】1利用射线可检查金属内部有无裂纹，这是利用射线的什么作用？2利用、射线可消除静电积累，是因为、射线有什么特性？3利用示踪原子的放射性元素其半衰期是长好还是短好？1放射出的射线的利用(1)利用射线的贯穿本领：利用60Co放出的很强的射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫射线探伤利用射线可以检查30 cm厚的钢铁部件利用放射线的贯穿本领，可用来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自动控制生产过程(2)利用射线的电离作用：放射线能使空气电离，从而可以消除静电积累，防止静电产生的危害(3)利用射线对生物组织的物理、化学效应使种子发生变异，培育优良品种(4)利用放射性产生的能量轰击原子核，实现原子核的人工转变(5)在医疗上，常用来控制病变组织的扩大2作为示踪原子(1)在工业上，可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况(2)在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间(3)在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤的部位和范围下列关于放射性同位素的一些应用的说法中正确的是()A利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用B利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异D在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子【解析】消除静电是利用射线的电离作用使空气导电，A错误探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C正确；研究农作物对肥料的吸收是利用其作示踪原子，D正确【答案】BCD应用放射线的特性解决问题时，首先应该熟练掌握放射线的各种特性，如射线的电离作用、穿透能力等特性；其次是应该明确所要解决的问题与射线的哪种特性有关，应该使用放射线的哪些特性才能达到目的.1在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是()A应该用射线探测物体的厚度B应该用粒子放射源制成“烟雾报警器”C医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素D作为示踪原子能研究农作物在各季节吸收肥料成分的规律【解析】由于粒子的穿透能力很弱，所以无法用射线探测物体的厚度，烟雾报警器是利用射线的电离作用，粒子的电离作用很强，故A项错误，B项正确人体长时间接触放射线会影响健康，所以诊断疾病时应该用半衰期较短的放射性同位素，利用示踪原子可确定植物在生长过程中所需要的肥料和合适的施肥时间，故C项错误，D项正确【答案】BD放射性的污染和防护【问题导思】1放射性元素的污染主要体现在哪几方面？2如何才能有效防护放射性元素的污染？污染与防护举例与措施说明污染核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护尽量减少受辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用铅的屏蔽作用最好联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是()由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害爆炸后的弹片不会对人体产生危害铀238的衰变速率很快铀的半衰期很长ABCD【审题指导】解答本题注意以下两点：(1)放射性元素会对环境造成污染(2)“长期危害环境”说明铀半衰期长【解析】贫铀炸弹爆炸后，长期存在放射性污染，铀的半衰期很长，则C正确，A、B、D错误【答案】C射线具有一定的能量，对物体具有不同的穿透能力和电离能力，从而使物体或机体发生一些物理和化学变化.如果人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞器官组织受到损伤，破坏人体DNA分子结构，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷.2对放射性的应用和防护，下列说法正确的是()A放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B核工业废料要放在厚厚的重金属箱内，沉于海底C射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的【解析】放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，但也会对人体的正常细胞有伤害，选项A错，正因为放射线具有伤害作用，选项B、C、D均是正确的【答案】BCD综合解题方略射线的应用(2013·宁德检测)近年来，刀已成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成任务，无需住院，因而刀被誉为“神刀”据报道，我国自己研制的螺旋式刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务则刀治疗脑肿瘤主要是利用了 ()A射线具有很强的贯穿本领B射线具有很强的电离本领C射线具有很高的能量D射线可以很容易地绕过阻碍物到达目的地【规范解答】射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小刀治疗脑肿瘤时，通常是同时用多束射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用射线的高能量杀死肿瘤细胞，故正确的选项为A、C.【答案】AC射线特性及应用1射线的贯穿本领强2射线可以对生物组织起物理和化学作用，能使种子发生变异、培育良种和灭菌消毒3射线具有较高的能量，在医疗上，常用以拟制甚至杀死病变组织，还可以轰击原子核，诱发核反应【备课资源】(教师用书独具)放射线的危害对于放射线的危害，人们既熟悉又陌生在常人的印象里，它是与威力无比的原子弹、氢弹的爆炸联系在一起的，随着全世界和平利用核能呼声的高涨，核武器的禁止使用，核试验的大大减少，人们似乎已经远离放射线的危害然而，近年来，随着放射性同位素及射线装置在工农业、医疗、科研等各个领域的广泛应用，放射线危害的可能性却在增大1999年9月30日，日本刺成县JCO公司的铀浓缩加工厂发生了一起严重的核泄漏事故，有三名工人遭受严重核辐射，当救援人员把他们送到当地医院时，他们已经昏迷不醒同时这次事故致使工厂周围临近地区遭受不同程度的污染，辐射量是正常值的一万倍，放射线的危害再一次向人类敲响警钟什么是放射性同位素？它是怎样造成危害的呢？在元素周期表中，占据同一个位置，核电荷数相同，但是质量数不同的，称为同位素铀有好几种同位素，比如说铀235、铀238、铀233、铀234、铀236都属于铀的同位素什么是放射性同位素？就是能够自发地放出射线的同位素，叫放射性同位素放射性同位素放出的射线是一种特殊的、既看不见也摸不着的物质，因此有人把它比喻为“魔线”如何对它进行防护，以减少射线的危害呢？使用电离辐射源的一切实践活动，都必须遵从放射防护的三原则，也就是：第一，实践正当化；第二，防护最优化；第三，个人剂量限制辐射防护的基本方法有三条：第一，时间防护；第二，距离防护；第三，屏蔽防护值得注意的是，医生使用射线装置给病人诊治病症时，要根据病人的实际需要，权衡利弊，做到安全合理地使用射线装置并耐心劝导那些主动要求但不需要使用射线装置诊治的病人，引导他们走出误区，并非一定要使用先进的医疗设备才可以治疗百病另外，随着人们对居室美化装修的升温，居室污染也在加剧其原因之一就是某些建筑材料放出的污气作祟，但是只要我们的居室经常通风换气，污染就可以减少，趋利避害，让放射性同位素及射线装置造福人类.1在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是()A应该用