高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第四节 放射性同位素授课ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第四节 放射性同位素授课ppt课件，共21页。

3．放射性同位素的应用．放射性同位素的应用分为三类：射线的应用、示踪原子的应用、半衰期的应用．
知识点二　放射线的危害及防护1．危害：射线具有特定的能量，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、化学、生化变化．如果人体长时间受到大剂量的射线照射，就会使细胞、组织、器官受到损伤，破坏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，重者甚至死亡．2．放射性防护可以分为内照射防护和外照射防护．(1)内照射防护的基本原则是尽可能地隔断放射性物质进入人体的各种途径．(2)外照射防护通常有三种方式防护为：缩短受照射时间、增大与辐射源间距离、屏蔽射线．
小试身手1．(多选)关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是(　　)A．利用α射线使空气电离，把静电荷导走B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用γ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
ACD　解析：α射线的电离能力很强，利用α射线使空气电离，把静电荷导走，故A正确；人们利用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，故B错误；利用γ射线来治疗肺癌、食道癌等疾病，故C正确；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，故D正确．
2．(多选)贫铀弹是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀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(　　)A．爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害，对环境产生长期危害C．铀238的衰变速度很快D．铀的半衰期很长
AD　解析：天然放射现象周期很长，会对环境和生物造成长期的影响，故A、D正确，B、C错误．
探究一　同位素的概念1．同位素．具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素．2．放射性同位素．(1)定义：具有放射性的同位素，叫作放射性同位素．(2)分类：可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素．
(3)人工放射性同位素的优点．①种类多：天然放射性同位素只有40多种，而人工放射性同位素有1 000多种．
②放射强度容易控制．③可制成各种所需的形状．④半衰期短，废料易处理．因而放射性同位素的应用，一般都用人工放射性同位素．
1．(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
AB　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．
探究二　放射性同位素的应用放射性同位素的主要应用．(1)利用它的射线：①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；②农业应用——γ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医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．
【典例2】　正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程；15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理，回答下列问题：(1)15O的衰变和正负电子湮灭的方程式为___________________________________________________________________________________.(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是(　　)A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸
(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应________(填“长”“短”或“长短均可”)．
解析：(1)根据质量数守恒、电荷数守恒写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，B正确．(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，PET中所选的放射性同位素的半衰期应短．
放射性同位素的应用技巧(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．
3．为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂纹等伤痕存在．如图所示是利用射线检测钢柱内部是否存在砂眼或裂纹情况的示意图，若钢柱的直径为20 cm，则下列说法正确的是(　　)
A．射线源放出的射线应该是β射线B．射线源放出的射线应该是α射线C．射线源放出的射线应该是γ射线D．若钢柱内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少
C　解析：此射线必须能穿透部件，接收器才能接收到射线粒子，用一张纸就能将α射线挡住，β射线只能穿透几毫米厚的铝板，γ射线能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土，显然应该用γ射线检查直径为20 cm的钢铁部件，看其内部是否有伤痕存在，选项C正确，A、B错误；当遇到钢柱内部有砂眼或裂纹时，穿过钢柱到达探测器的γ射线比没有砂眼或裂纹处的要强一些，选项D错误．
4．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．表中列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线．
某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是(　　)A．钋210　　　　B．氡222C．锶90 D．铀238
C　解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太短，所以只有锶90较合适，C正确．
5．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(　　)A．利用γ射线使空气电离，消除静电B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用β射线来治肺癌、食道癌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，可以作为示踪原子
D　解析：β或α射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电积累，选项A错误；γ射线的穿透性强，能量大，可以用来辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等，选项B、C错误；放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子，选项D正确．