《2019年高中物理 第3章 第3節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護 學(xué)案 魯科版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高中物理 第3章 第3節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護 學(xué)案 魯科版選修3-5（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、放射性的應(yīng)用與防護 1.放射性同位素的應(yīng)用主要分為兩類：(1)利用射線 的電離作用、穿透能力等特性；(2)作為示蹤原子。 2．射線特性在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)療等方面得到了廣 泛應(yīng)用，主要有輻射育種、食品輻射保存、放射性 治療、放射性同位素電池、γ射線探傷等。 3．放射性污染的主要來源：核爆炸；核泄漏；醫(yī)療 照射。放射性污染的防護措施：密封防護；距離防 護；時間防護；屏蔽防護。 1．射線特性的應(yīng)用 (1)輻射育種：利用γ射線照射種子，可以使種子內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，培育出新的優(yōu)良品種。如我國培育的魯棉一號、小麥優(yōu)良品種輻63等。 (2)食品輻射保存：用射線

2、對食品進行照射，可以抑制發(fā)芽，殺蟲滅菌。 (3)放射性治療：射線照射可以治療惡性腫瘤，使癌細胞活動受到抑制或使其死亡，簡稱“放療”。 (4)γ射線探傷：利用γ射線穿透能力強的特點，可以探查金屬內(nèi)部有沒有缺陷或裂紋。 (5)放射性同位素電池：把放射性同位素衰變時釋放的能量轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 2．作為示蹤原子 (1)在工業(yè)上可用示蹤原子檢查地下輸油管道的漏油情況。 (2)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可用示蹤原子確定植物在生長過程中所需的肥料和合適的施肥時間。 (3)在醫(yī)學(xué)上，可用示蹤原子幫助確定腫瘤的部位和范圍。 (4)在生物科學(xué)研究方面，放射性同位素示蹤法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛

3、，它為揭示體內(nèi)和細胞內(nèi)生化反應(yīng)過程的秘密，闡明生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)起了極其重要的作用。 3．放射性污染的主要來源 (1)核爆炸；(2)核泄漏；(3)醫(yī)療照射。 4．為了防止放射線的破壞，人們主要采取以下措施 (1)密封防護；(2)距離防護；(3)時間防護；(4)屏蔽防護。 1．自主思考——判一判 (1)利用放射性同位素放出的γ射線可以給金屬探傷。(√) (2)利用放射性同位素放出的射線消除有害的靜電積累。(√) (3)利用放射性同位素放出的射線保存食物。(√) (4)核泄漏會造成嚴重的環(huán)境污染。(√) (5)醫(yī)療照射是利用放射性，對人和環(huán)境沒有影響。(×) (6)密封保

4、存放射性物質(zhì)是常用的防護方法。(√) 2．合作探究——議一議 (1)放射性元素為什么能做示蹤原子？ 提示：由于放射性同位素不斷發(fā)出輻射，無論它運動到哪里，都很容易用探測器探知它的下落，因此可以用作示蹤物來辨別放射性同位素運動情況和變化規(guī)律。這種放射性元素稱為示蹤原子或標記原子。 (2)放射性污染危害很大，放射線穿透力很強，是否無法防護？ 提示：放射線危害很難防護，但是通過屏蔽、隔離等措施可以進行有效防護，但防護的有效手段是提高防范意識。 放射性的應(yīng)用 [例1]　用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)，天然的放射性同位素只不過40幾種，而今天人工制造的同位

5、素已達1 000多種，每種元素都有放射性同位素。放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面都得到廣泛應(yīng)用。 (1)帶電的驗電器在放射線照射下電荷會很快消失，其原因是(　　) A．放射線的貫穿作用　 　 B．放射線的電離作用 C．放射線的物理、化學(xué)作用 D．以上三個選項都不是 (2)如圖是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖，如工廠生產(chǎn)的是厚度1 mm的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認為對鋁板的厚度起主要作用的是________射線。 (3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素結(jié)晶是同一物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C

6、作________。 [解析]　(1)因放射線的電離作用，空氣中與驗電器所帶電性相反的離子與之中和，所以使驗電器所帶電荷消失。 (2)α射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度1 mm的鋁板，因而探測器不能探到；γ射線穿透本領(lǐng)最強，穿透1 mm的鋁板和幾厘米厚的鉛板，打在探測器上后其運動狀態(tài)變化不大，探測器很難分辨；β射線也能穿透幾毫米厚的鋁板，鋁板厚度不同，穿透后β射線中的電子運動狀態(tài)變化較大，探測器容易分辨。 (3)把摻入14C的人工合成牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素結(jié)晶，這就證明了人工合成牛胰島素與天然牛胰島素合為一體，它們是同一

7、物質(zhì)，把這種放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運動遷移，再用放射性探測儀器進行追蹤，就可以知道放射性原子通過什么路徑，運動到哪里了，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易查明的情況或規(guī)律，人們把這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子。 [答案]　(1)B　(2)β　(3)示蹤原子 人工放射性同位素的優(yōu)點 (1)放射強度容易控制； (2)可以制成各種所需的形狀； (3)半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，放射性廢料容易處理。因此，凡是用到射線時，用的都是人工放射性同位素?！　　　? 1．在放射性同位素的應(yīng)用中，下列做法正確的是(　　) A．應(yīng)該用α射線探測物體的厚度

8、B．應(yīng)該用γ粒子放射源制成煙霧報警器 C．醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較長的放射性同位素 D．放射育種中利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異 解析：選D　由于α射線的穿透能力很弱，無法用其探測物體的厚度，故A錯誤；煙霧報警器是利用射線的電離作用，而γ粒子的電離作用很弱，故B錯誤；人體長期接觸放射線會影響健康，診斷疾病時應(yīng)該利用半衰期短的同位素，故C錯誤；放射育種是利用γ射線照射種子改變遺傳基因，故D正確。 2．γ刀已成為治療腦腫瘤的最佳儀器，用γ刀治療時不用麻醉，病人清醒，時間短，半小時完成手術(shù)，無需住院，因而γ刀被譽為“神刀”。據(jù)報道，我國自己研制的旋式γ刀性能更好，即將進入各

9、大醫(yī)院為患者服務(wù)。γ刀治療腦腫瘤主要是利用γ射線很強的____________能力和很高的____________。 解析：γ刀治療腦腫瘤主要是利用γ射線很強的穿透能力和很高的能量。 答案：穿透　能量 放射性污染及防護 污染 與防護 舉例 與措施 說明 污染 核爆炸 核爆炸的最初幾秒鐘輻射出來的主要是強烈的γ射線和中子流，長期存在放射性污染 核泄漏 核工業(yè)生產(chǎn)和核科學(xué)研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏就會造成嚴重污染 醫(yī)療照射 醫(yī)療中如果放射線的劑量過大，也會導(dǎo)致病人受到損害，甚至造成病人死亡 防護 密封防護 把放射源密封在特殊的包殼里，或者用特

10、殊方法覆蓋，以防止射線泄漏 距離防護 距放射源越遠，人體吸收放射線的劑量就越少，受到的危害就越輕 時間防護 盡量減少受輻射的時間 屏蔽防護 在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護作用，鉛的屏蔽作用最好 [例2]　核能是一種高效的能源。 (1)在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應(yīng)堆有三道防護屏障：燃料包殼、壓力殼和安全殼。 結(jié)合圖甲可知，安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是________。 (2)圖乙是用來監(jiān)測工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射。當(dāng)胸章上1 mm鋁片和3 mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被

11、感光時，結(jié)合圖甲分析可知工作人員一定受到了________射線的輻射；當(dāng)所有照相底片被感光時，工作人員一定受到了________射線的輻射。 [思路點撥]　分析該題目，需要熟悉以下知識內(nèi)容： (1)三種射線的穿透本領(lǐng)。 (2)常見的防護措施。 [解析]　(1)核反應(yīng)堆最外層是厚厚的水泥防護層，以防止射線外泄，所以安全殼應(yīng)選用的材料是混凝土。 (2)β射線可穿透幾毫米厚的鋁片，而γ射線可穿透幾厘米厚的鉛板。 [答案]　(1)混凝土　(2)β　γ 射線具有一定的能量，對物體具有不同的穿透能力和電離能力，從而使物體或機體發(fā)生一些物理和化學(xué)變化。如果人體受到長時間大劑量的射線照射，就

12、會使細胞器官組織受到損傷，破壞人體DNA分子結(jié)構(gòu)，有時甚至?xí)l(fā)癌癥，或者造成下一代遺傳上的缺陷。　　　　 1．[多選]以下有關(guān)防止放射性污染的措施正確的是(　　) A．將廢棄的放射性物質(zhì)進行深埋 B．將廢棄的放射性物質(zhì)倒在下水道里 C．接觸放射性物質(zhì)的人員穿上鉛防護服 D．嚴格和準確控制放射性物質(zhì)的放射劑量 解析：選ACD　因為放射性物質(zhì)殘存的時間太長，具有輻射性，因此應(yīng)將其深埋，選項A正確，B錯誤。鉛具有一定的屏蔽放射性的能力，接觸放射性物質(zhì)的人員應(yīng)穿上鉛防護服，并要控制放射性物質(zhì)的放射劑量，選項C、D正確。 2．[多選]關(guān)于國際通用的輻射警示標志，下列說法正確的是(　　) A．國際通用的輻射警示標志是毒性標志的骷髏 B．國際通用的輻射警示標志是以黃色為背景的黑色的圓形中心和三個黑色葉瓣的圖形 C．有此項標志的地方是有輻射警示危險的地方 D．沒有特別的極其特殊的需要遠離有國際通用的輻射警示標志的地方 解析：選BCD　國際通用的輻射警示標志是以黃色為背景的黑色的圓形中心和三個黑色葉瓣的圖形，A錯，B正確；因為放射性的危險性和放射性的強穿透性，所以要遠離有放射性的地方，C、D正確。 7