高中物理 第四章 原子核 第三节 放射性同位素同步备课课件 粤教版选修

,第四章,第三节 放射性同位素,学习目标 1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程. 2.知道什么是同位素、放射性同位素和人工放射性同位素. 3.了解放射性同位素在生产和科学领域的应用，知道射线的危害及防护.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,答案 (1)它的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子. (2)在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律.,一、核反应,1.核反应的实质是什么？它符合哪些规律？,答案,2.如何实现原子核的人工转变？常见的人工转变的核反应有哪些？,答案,答案 (1)人为地用粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核，可以实现原子核的转变. (2)常见的人工转变的核反应有：,1.核反应：利用天然放射性的高速 或利用人工加速的 去轰击 ，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应. 2.核反应的实质：以基本粒子(粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成了新原子核(Y)，并 .,粒子,粒子,原,子核,放,出某一粒子,3.原子核人工转变的三大发现 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：,(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：,(3)1934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：,4.人工转变核反应与衰变的比较 (1)不同点 原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与 相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的 变化，它不受物理、化学条件的影响. (2)相同点 人工转变与衰变过程一样，在发生的过程中 与 都守恒；反应前后粒子总动量守恒.,原子核,自发,质量数,电荷数,判断下列说法的正误. (1)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.( ) (2)核反应是用粒子轰击原子核，利用粒子与原子核的碰撞将原子核打开.( ) (3)卢瑟福利用粒子轰击铍并发现了中子.( ) (4)原子核的人工转变，需要一定的装置和人为条件，不是原子核的自发变化.( ),×,×,二、放射性同位素,1.同位素：具有相同 数而 数不同的原子，互称同位素. 2.放射性同位素：具有 的同位素，叫做放射性同位素. 3.约里奥·居里夫妇在用粒子轰击铝箔时发现正电子的核反应方程为： ，其中 是 的一种放射性同 位素.,质子,中子,放射性,三、放射性同位素的应用,1.利用放射性同位素放出的射线可进行 探伤、消除 、培育 、治疗癌症. 2.放射性同位素可以作为 原子. 3.利用元素的 可推断地层或古代文物的年代. 想一想 医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？,静电,良种,示踪,半衰期,答案 半衰期短的.因为半衰期短的放射性废料容易处理.,4.放射线的危害及防护 (1)射线具有 的电离作用，但 能力很弱； (2)射线有较强的 能力，但电离作用较弱； (3)射线电离作用 ，穿透能力 . 辐射防护的基本方法有： 、 和 .,很强,穿透,穿透,最小,很强,时间防护,距离防护,屏蔽防护,判断下列说法的正误. (1)放射性同位素 ，既可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获得.( ) (2)用射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期.( ),×,题型探究,一、核反应及核反应方程,1.核反应的条件 用粒子、质子、中子，甚至用光子轰击原子核使原子核发生转变. 2.核反应的规律 质量数守恒，电荷数守恒. 3.人工转变与衰变的比较 (1)不同点：人工转变是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生；而衰变是原子核的自发变化，它不受物理、化学条件的影响. (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒.,例1 完成下列核反应方程，并指出其中_是发现质子的核反应方程，_是发现中子的核反应方程.,解析,答案,答案 见解析,书写核反应方程时要注意： (1)质量数守恒和电荷数守恒； (2)中间用箭头，不能写成等号； (3)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化.,二、放射性同位素及其应用,1.放射性同位素的分类 (1)天然放射性同位素. (2)人工放射性同位素. 2.放射性同位素的主要作用 (1)工业部门使用射线测厚度利用射线的穿透特性. (2)农业应用射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等. (3)做示踪原子利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质. (4)医学上利用射线的高能量治疗癌症.,例2 (多选)关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是 A.利用射线使空气电离，把静电荷导走 B.利用射线照射植物的种子，使产量显著增加 C.利用射线来治疗肺癌、食道癌等疾病 D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪 原子,答案,1.用射线来测量厚度，一般不选取射线是因为其穿透能力太差，更多的是选取射线，也有部分选取射线的. 2.给病人治疗癌症、培育优良品种、延长食物保存期一般选取射线. 3.使用射线时安全是第一位的.,达标检测,A.卢瑟福通过该实验提出了原子核式结构模型 B.实验中是用粒子轰击氮核 C.卢瑟福通过该实验发现了质子 D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒,解析,答案,1,2,3,4,解析 卢瑟福用粒子轰击金箔散射的实验，提出了原子的核式结构模型，故A错误； 用粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，故B、C正确； 核反应方程质量数和电荷数是守恒的，故D正确.,1,2,3,4,2.(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是 A.放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样 B.放射性同位素衰变可生成另一种新元素 C.放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得 D.以上说法均不对,答案,1,2,3,4,解析 放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确； 大部分放射性同位素都是人工转变后获得的，C、D错误.,解析,答案,解析,1,2,3,4,解析 依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确.,A.X是质子，Y是中子，Z是正电子 B.X是正电子，Y是质子，Z是中子 C.X是中子，Y是正电子，Z是质子 D.X是正电子，Y是中子，Z是质子,4.用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素.放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用. (1)带电的验电器在射线照射下电荷会很快消失.其原因是 A.射线的贯穿作用 B.射线的电离作用 C.射线的物理、化学作用 D.以上三个选项都不是,答案,解析,1,2,3,4,解析 因射线的电离作用，空气中的与验电器所带电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失.,1,2,3,4,解析 把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质.这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到了哪里，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律.人们把具有这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.,(2)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做_.,答案,解析,1,2,3,4,示踪原子,