探测射线的方法放射性的应用与防护讲稿.ppt

关于探测射线的方法 放射性的应用与防护第一页，讲稿共三十六页哦例：例：天然放射性元素天然放射性元素 (钍钍)经过一系列经过一系列衰变衰变和和衰变之后变成衰变之后变成 （铅）下列论断中正（铅）下列论断中正确的是（确的是（）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.衰变过程中共有衰变过程中共有4次次衰变和衰变和8次次衰变衰变D.衰变过程中共有衰变过程中共有6次次衰变和衰变和4次次衰变衰变BD第二页，讲稿共三十六页哦在下列核反应方程中,X代表质子的方程是（）()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1+g+BC第三页，讲稿共三十六页哦半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。它是从大量原子半发生衰变所需的时间。它是从大量原子核衰变中得出的统计规律，对个别的放射核衰变中得出的统计规律，对个别的放射性原子核的衰变无实际物理意义。半衰期性原子核的衰变无实际物理意义。半衰期由原子核的内部因素决定，与外界条件及由原子核的内部因素决定，与外界条件及与物质的物理、化学状态无关。即使处于与物质的物理、化学状态无关。即使处于物理运动，化学变化中也不会影响它的半物理运动，化学变化中也不会影响它的半衰期。因此它是反映某种元素原子核特征衰期。因此它是反映某种元素原子核特征的重要物理量。的重要物理量。第四页，讲稿共三十六页哦19-3 探测射线的方法探测射线的方法第五页，讲稿共三十六页哦1、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核、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，过热液体会产生心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡气泡2、使照相底片感光、使照相底片感光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：第六页，讲稿共三十六页哦一、威尔逊云室：一、威尔逊云室：构造：一个圆筒状容器，构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气是透明的，内有干净空气实验时，加入少量酒精，实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状使酒精蒸汽达到过饱和状态。态。利用射线的电离本领利用射线的电离本领第七页，讲稿共三十六页哦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，不易改变方向，电离本粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多领大，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，而且常常弯比较细，而且常常弯曲曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少电离本领小，沿途产生的离子少第八页，讲稿共三十六页哦二、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组气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作液体成，容器中盛有工作液体 第九页，讲稿共三十六页哦液体在特定的温度和压力下进行液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀绝热膨胀，由于在一定，由于在一定的时间间隔内（例如的时间间隔内（例如50ms）处于）处于过热状态过热状态，液体不会马，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。带电粒子轨迹的底片。照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。作下一次探测。第十页，讲稿共三十六页哦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的空间和时间分辨率高；辨率高；工作循环周期短，本工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，底干净、径迹清晰，可反复操作。可反复操作。但也有不足之处：但也有不足之处：那就是扫描和测量时那就是扫描和测量时间还嫌太长；间还嫌太长；体积有限，而且甚为体积有限，而且甚为昂贵，昂贵，第十一页，讲稿共三十六页哦三、盖革三、盖革-米勒计数器米勒计数器一种能自动把放射微一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本利用了射线的电离本领领第十二页，讲稿共三十六页哦GM计数器放大倍数很大，非常灵敏，用计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的。它来检测放射性是很方便的。GM计数器只能用来计数，而不能区分射计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类。线的种类。GM计数器不适合于极快速的计数。计数器不适合于极快速的计数。GM计数器的特点：计数器的特点：第十三页，讲稿共三十六页哦第四节第四节 放射性的应用与防护放射性的应用与防护第十四页，讲稿共三十六页哦卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏卢瑟福在实验中发现，往容器中通入氮气后，在荧光屏上出现了上出现了闪光闪光，这表明，有一种新的能量比，这表明，有一种新的能量比粒子粒子大大的粒子穿过铝箔，撞击在屏上，这种粒子肯定是在的粒子穿过铝箔，撞击在屏上，这种粒子肯定是在粒粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门原子核的大门。一、核反应一、核反应粒子粒子铝铝箔箔荧荧光光屏屏氮气氮气显微镜显微镜第十五页，讲稿共三十六页哦 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一带有一个单位的正电量，质量是电子质量的个单位的正电量，质量是电子质量的1800 多倍。多倍。卢瑟福把它叫做质子质子的符号是卢瑟福把它叫做质子质子的符号是 H 或或 P在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程英国物理学家布拉解整个人工转变的过程英国物理学家布拉凯特在所拍摄的凯特在所拍摄的两万多张照片两万多张照片的的40多万多万条条粒粒子径迹中，发现了子径迹中，发现了条条产生分叉的记录产生分叉的记录 第十六页，讲稿共三十六页哦分叉情况表明，分叉情况表明，粒子击中氮核后，粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。生成一个新核，同时放出质子。新核新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长质子速度大，电量小，故径迹细而长根据核反应中质量数守恒和电荷根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核变成了氧核 第十七页，讲稿共三十六页哦用用粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。现的第三个基本粒子。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，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第十八页，讲稿共三十六页哦核反应：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第十九页，讲稿共三十六页哦例：例：指出下列核反应中的错误并更正：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 +14717714742178119442136110112第二十页，讲稿共三十六页哦二、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，叫做放射性同位素第二十一页，讲稿共三十六页哦与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：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第二十二页，讲稿共三十六页哦（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属内部射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫射线探伤仪射线探伤仪B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查、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，从而实现自各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除、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种，、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、治病等也可以利用它杀菌、治病等第二十三页，讲稿共三十六页哦射线探伤仪射线探伤仪 钴钴60第二十四页，讲稿共三十六页哦第二十五页，讲稿共三十六页哦利用钴利用钴6060的的射线治疗癌症（放疗）射线治疗癌症（放疗）第二十六页，讲稿共三十六页哦食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）食物保鲜（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第二十七页，讲稿共三十六页哦（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥棉花在结桃、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，什么时喷在棉花叶子上，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多长时间、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，用通常的方法很难研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制成肥料喷在棉花叶究如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位面上，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，上面的问题就很容易解决的放射性强度，上面的问题就很容易解决第二十八页，讲稿共三十六页哦人体甲状腺的工作需要碘碘被吸收后会聚集在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碘的放射性同位素碘甲状腺内给人注射碘的放射性同位素碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强然后定时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质性和功能性疾病度，有助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病第二十九页，讲稿共三十六页哦检漏、研究机检漏、研究机件磨损、诊断件磨损、诊断疾病、分析生疾病、分析生物分子结构等。物分子结构等。第三十页，讲稿共三十六页哦原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利原子弹爆炸、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用放射性同位素给病人做“放疗放疗”时，如果放射性时，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死去。有些矿石中含有过量的放射性放射性损害而死去。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。物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。四、辐射与安全四、辐射与安全第三十一页，讲稿共三十六页哦过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产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生破坏作用生破坏作用生破坏作用 20 20世纪人们在毫无防备的世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性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第三十二页，讲稿共三十六页哦为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，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：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第三十三页，讲稿共三十六页哦（1 1）在核电站的核反应堆）在核电站的核反应堆外层用外层用厚厚的水泥厚厚的水泥来防止放来防止放射线的外泄射线的外泄（2 2）用过的核废料要放在）用过的核废料要放在很厚很厚的很厚很厚的重金属箱重金属箱内，并内，并埋在深海里埋在深海里（3 3）在生活中要有防范意）在生活中要有防范意识，尽可能识，尽可能远离放射源远离放射源放射性的防护放射性的防护第三十四页，讲稿共三十六页哦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第三十五页，讲稿共三十六页哦05.04.2023感感谢谢大大家家观观看看第三十六页，讲稿共三十六页哦