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

第3节 放射性的应用与防护

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．(重点＋难点) 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．

一、放射性的应用 1.应用分类

(1)利用射线的电离作用，穿透能力等特性． (2)放射性同位素作为示踪原子． 2.射线特性的应用

放射性物质发出的α射线，β射线和γ射线能够将生物细胞分子内的电子击出，使细胞分子电离，造成细胞变异或损害．因而得到广泛应用．

(1)辐射育种；(2)食品辐射保存；(3)放射性治疗；(4)放射性同位素电池；(5)γ射线探伤．

3.作为示踪原子

在某种元素里掺进一些该元素的放射性同位素，同样的化学性质，经历同样过程，用仪器探测该同位素放出的射线查明这种元素的行踪．如：正电子发射断层摄影(简称PET)．

1．(1)射线中的粒子与其他物质作用时，产生一些现象，可以显示射线的存在．( ) (2)云室和气泡室都是应用射线的穿透能力研究射线的径迹．( ) 提示：(1)√ (2)× 二、放射性污染和防护

1.放射性污染来自许多方面，主要有核爆炸、核泄漏和医疗照射等．

2.为了防止放射线的破坏，人们采取了许多防范措施，主要有密封防护、距离防护、时间防护、屏蔽防护等．

2．(1)利用γ射线照射种子，可以培育出优良品种．( )

(2)用γ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．( ) (3)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用．( )

1

提示：(1)√ (2)√ (3)×

放射性及放射性同位素的应用

1.射线特性的应用

辐射育种 应用 利用γ射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品种 食品辐射保存 放射性治疗 用射线对食品进行照射，可以抑制发芽，杀虫灭菌 射线照射可以治疗恶性肿瘤，使癌细胞活动受到抑制或使其死电离作用 射线增加汽油产量 特征 衰变能量 穿透消除静电 织品上的静电 放射性同位素改善塑料性能 塑料性能 亡 射线可以促进交织化合物的聚合反应，以制造各种塑料或改善利用射线使石油分离，增加汽油的产量 利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以除去化纤、纺把放射性同位素衰变时释放的能量转换成电能 电池 γ射线探伤 能力 γ射线检测 用射线来检查产品的厚度，密封容器中液面的高度等 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．

(4)在生物科学研究方面，放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础，起了极其重要的作用，使生物化学从静态进入动态，从细胞水平进入分子水平，为人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径．

2

利用γ射线可以检查金属内部有没有缺陷或裂纹 由于射线透过物体的强度跟物体的密度和厚度有关，因此可以

用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只

不过40几种，而今天人工制造的同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．

(1)如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如果工厂生产的是厚度1 mm铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度起主要作用的是________射线．

(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结晶是同一物质，为此曾采用放射性同位素C做________．

[解析] (1)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1 mm的铝板，因而探测器不能探到，γ射线穿透本领最强，穿透1 mm的铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨，β射线也能穿透几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．

(2)把掺入C的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经多次重新结晶后，得到了放射性C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合为一体，它们是同一物质，把这种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，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可了解某些不容易查明的情况或规律，人们把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．

[答案] (1)β (2)示踪原子

(1)用射线来测量厚度，一般不选取α射线是因为其穿透能力太差，更多的是选取γ射线，也有部分选取β射线的．

(2)给病人治疗癌症、培育优良品种、延长食物保质期一般选取γ射线． (3)使用放射线时安全是第一位的．

1.(多选)在下列应用中，把放射性同位素作为示踪原子的是( )

A．γ射线探伤仪

B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况

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C．利用钴60治疗肿瘤等疾病

D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律

解析：选BD.A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用了示踪原子．

放射性的污染与防护

1.放射性的危害：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．过度照射时，人常常会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状，甚至死亡．

2.放射线的防护

(1)时间防护：尽量减少与放射线接触的次数与接触的时间．

(2)距离防护：生活中首先要对可能有放射性的物质有防范意识，要尽可能地远离放射源．

(3)屏蔽防护：铅的屏蔽作用最好，水、水泥等也是常用的屏蔽物．如核电站的核反应堆外层用厚厚的混凝土来防止放射线的外泄，用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱中，并深埋地下．

核能是一种高效的能源．

(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳．

结合图甲可知，安全壳应当选用的材料是____________．

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