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1、第十九章第十九章 原子核原子核第三节第三节 探测射线的方法探测射线的方法1.1 1、粒子使气体或液体电离，以这些、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽会产生云雾，离子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡过热液体会产生气泡2 2、使照相底片感光、使照相底片感光3 3、使荧光物质产生荧光、使荧光物质产生荧光射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：2.一、威尔逊云室：一、威尔逊云室：播放视频：云室播放视频：云室.DAT利用射线的电离本领利用射线的电离本领3.a射线射线在云室中的径迹：在云室中的径迹：直而粗直而粗原因：原因：a粒子质量大，不
2、易改变方向，电离粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多本领大，沿涂产生的粒子多射线射线在云室中的径迹：在云室中的径迹：比较细，而且常比较细，而且常常弯曲常弯曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少方向，电离本领小，沿途产生的离子少4.二、气泡室二、气泡室-高能物理实验的最风行的探测设备 气泡室是由一密闭容器气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作组成，容器中盛有工作液体液体 5.气气泡泡室室中中带带电电粒粒子子的的径径迹迹6.气气泡泡室室中中带带电电粒粒子子的的径径迹迹气泡室的优点：气泡室的优点：它的空间和时间分它
3、的空间和时间分辨率高；辨率高；工作循环周期短，工作循环周期短，本底干净、径迹清本底干净、径迹清晰，可反复操作。晰，可反复操作。但也有不足之处：但也有不足之处：那就是扫描和测量那就是扫描和测量时间还嫌太长；时间还嫌太长；体积有限，而且甚体积有限，而且甚为昂贵，为昂贵，7.三、盖革三、盖革-米勒计数器米勒计数器一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领了射线的电离本领播放视频：盖革播放视频：盖革-米勒计数器米勒计数器.DAT8.第十九章第十九章 原子核原子核9.一、核反应一、核反应1919年，卢瑟福用年，卢瑟福用 粒子粒子轰击轰击氮核氮核，得到
4、，得到了了质子质子第一次实现了原子核的人工转变第一次实现了原子核的人工转变。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，核的过程，-核反应核反应在核反应中，质量数和电荷数都守恒在核反应中，质量数和电荷数都守恒10.核反应：原子核在其他粒子的轰击核反应：原子核在其他粒子的轰击 下产生新原子核的过程。下产生新原子核的过程。注意：注意：核反应中质量数与电荷数守恒核反应中质量数与电荷数守恒核反应是原子核的变化，化学核反应是原子核的变化，化学 反应是核外电子的变化反应是核外电子的变化11.1932年查得威克发现中子：年查得威克发现中子：12.例：例：指出下列核反应中的错
5、误并更正：指出下列核反应中的错误并更正：（1）N +=O +O +质子质子（2 2）C+He O +HC+He O +H（3 3）Be+He Be+He C +（4）H +n H +1471771474217811944213611011213.二、人工放射性同位素二、人工放射性同位素1934年，约里奥年，约里奥居里和伊丽芙居里和伊丽芙居里居里 发现经发现经过过粒子轰击的铝片中含有放射性磷粒子轰击的铝片中含有放射性磷反应生成物反应生成物P是磷的一种同位素，自然界是磷的一种同位素，自然界没有天然的没有天然的 ，它是通过核反应生成的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。人工放射性同位素。有些同位
6、素具有放射性，叫做放射性同位素有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素14.与天然的放射性物质相比，人造放射性同与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：位素：1、放射强度容易控制、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短、半衰期更短4、放射性废料容易处理、放射性废料容易处理15.（1）利用它的射线）利用它的射线三、放射性同位素的应用三、放射性同位素的应用A、由于、由于射线贯穿本领强，可以用来射线贯穿本领强，可以用来射线检查金射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤射线探伤仪仪B、利用射线的穿透本领与物质厚
7、度密度的关系，来、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制而实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电以消除化纤、纺织品上的静电D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等种，也可以利用它杀菌、治病等16.射线探伤仪射线探伤仪 17.利用钴利用钴6060的的射线治疗癌症（放疗）射线治疗癌症（放疗）18.食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）食物
8、保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种棉花育种食品保鲜食品保鲜粮食保存粮食保存19.（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等研究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收但是，磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究如果用磷的放射性同位素常的方法很难研究如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后
9、每隔一定时间制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决的问题就很容易解决20.人体甲状腺的工作需要碘碘被吸人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚集在甲状腺内给人注射收后会聚集在甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘碘的放射性同位素碘131，然后定时，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器放射强度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病质性和功能性疾病21.检漏、研检漏、研究机件磨究机件磨损、诊断损、诊断疾病、分疾病、分析生物分析生物分子结构等。子结
10、构等。22.原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做染，在利用放射性同位素给病人做“放疗放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。如果不注意也会对人体造成巨大的危害。四、辐射与安全四、辐射与安全播放播放flash：放射性：放射性.swf23.过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自
11、过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自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然界产生破坏作用然界产生破坏作用然界产生破坏作用 20 20世纪人们在毫无防世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛遭原子弹炸后的广岛24.为了防止有害的放射线对人类和自然的为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置检测辐射装置全全身身污污染染检检测测仪仪辐射检测系统辐射检测系统辐射源的存放辐射源的存放铀铀25.（1 1）在核电站的核反应）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防堆外层用厚厚的水泥来防
12、止放射线的外泄止放射线的外泄（2 2）用过的核废料要放）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里并埋在深海里（3 3）在生活中要有防范）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源意识，尽可能远离放射源放射性的防护放射性的防护26.核反应堆外层的厚厚的水泥建筑核反应堆外层的厚厚的水泥建筑27.防防护护操作放射性物质的设备操作放射性物质的设备 在防护状态下操作放射性物质在防护状态下操作放射性物质28.一、核反应：一、核反应：二、放射性同位素：二、放射性同位素：具有放射性的同位素。具有放射性的同位素。三、放射性同位素的应用：三、放射性同位素的应用：（1）利用它的射线作
13、探测和辐照）利用它的射线作探测和辐照（2）作为示踪原子）作为示踪原子四、放射性污染和防护：四、放射性污染和防护：小结：29.(钍钍)经过一系列经过一系列和和衰变衰变,成为成为 (铅铅)()()(A)铅核比钍核少铅核比钍核少24个中子个中子(B)铅核比钍核少铅核比钍核少8个质子个质子(C)共经过共经过4次次衰变和衰变和6次次衰变衰变(D)共经过共经过6次次衰变和衰变和4次次衰变衰变B D例例2：30.下列四个方程中，下列四个方程中，x1 1 x2 2 x3 3 和和 x4 4各代表某种粒子。各代表某种粒子。以下判断中正确的是以下判断中正确的是 ()()A.A.x1 1是中子是中子 B.B.x2
14、2是质子是质子 C.C.x3 3是是粒子粒子 D.D.x4 4是氘核是氘核A C例例3：31.最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展。测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核生成的超重元素的核 经过经过6次次a衰变后的产衰变后的产物是物是 。由此，可在判定生成的超重元。由此，可在判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（）素的原子序数和质量数分别是（）（A）124，259（B）124，265 （C）112，265（D）1
15、12，277D例例4：32.在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中核的运动轨迹分别如图中a，b所示，由图可以所示，由图可以判定：判定：A.该核发生的是该核发生的是衰变衰变B.该核发生的是该核发生的是衰变衰变C.磁场方向一定是垂直纸面向里磁场方向一定是垂直纸面向里D.磁场方向向里还是向外不能判定磁场方向向里还是向外不能判定abB D例例5：33.如图，在匀强磁场中的如图，在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核，点，有一个静止的原子核，当它发生哪一种衰变时
16、，射出的粒子以及新核的轨道当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两圆的半径之比是圆的半径之比是45 1，这个放射性元素原子核的原子，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？序数是多少？abA解解：由动量守恒定律：由动量守恒定律 MV+mv=0 两者速度方向相反两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是必须是同种电荷才能外切，所以是 衰变。衰变。由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。r=mv/qB1/q qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为大
17、圆为粒子，粒子，这个原子核的原子序数是这个原子核的原子序数是92例例6：34.铀铀裂裂变变的的产产物物之之一一氪氪90（）是是不不稳稳定定的的，它它经经过过一一系系列列衰衰变变最最终终成成为为稳稳定定的的锆锆90（），这这些衰变是些衰变是（）A1次次衰变，衰变，6次次衰变衰变 B4 次次衰变衰变C2次次衰变衰变 D2次次衰变，衰变，2次次衰变衰变B例例7：35.本本题题中中用用大大写写字字母母代代表表原原子子核核。E经经衰衰变变成成为为F，再再经经衰衰变变成成为为G，再再经经衰衰变变成成为为H。上上述述系系列列衰衰变变可记为下式：可记为下式：另一系列衰变如下：另一系列衰变如下：已知已知P是是F
18、的同位素，则的同位素，则（）AQ是是G的同位素，的同位素，R是是H的同位素的同位素BR是是E的同位素，的同位素，S是是F的同位素的同位素CR是是G的同位素，的同位素，S是是H的同位素的同位素DQ是是E的同位素，的同位素，R是是F的同位素的同位素 B例例8：36.若若用用x代代表表一一个个中中性性原原子子中中核核外外的的电电子子数数,y代代表表此此原原子子的的原原子子核核内内的的质质子子数数,z代代表表此此原原子子的的原原子子核核内内的的中中子子数数,则对则对 的原子来说的原子来说（）Ax=90 y=90 z=234 Bx=90 y=90 z=144Cx=144 y=144 z=90 Dx=234 y=234 z=324B例例9：37.