1、1第三节 探测射线的方法第四节 放射性的应用与防护学 习 目 标 理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 了解探测射线的仪器和方法 了解放射性的应用和防护知 识 导 图知识点 1 探测射线的基本方法探测射线的原理利用射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在。(1)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_气泡_。(2)使照相底片_感光_。(3)使荧光物质产生_荧光_。知识点 2 几种常用的探测器1威尔逊云室(1)结构见教材。2(2)工作原理：粒子从室内气体中飞过，就会使沿途的气体分子_电离_产生离子，过饱和汽便以这些离子为核心凝成_一条雾滴
2、_，于是显示出射线的径迹。根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的_性质_；把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的_正负_。2气泡室(1)原理：当高能粒子穿过室内_过热_液体时，形成一串_气泡_而显示粒子行迹。(2)作用：可以分析粒子的带电、动量、能量等情况。3盖革米勒计数器(1)结构见课本(2)原理：当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体_电离_，产生的电子在电场中被加速，能量 0 越来越大，电子跟管中的气体分子_碰撞_时，又使气体分子电离，产生_电子_这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量_电子_。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲
3、放电，利用电子仪器可以把放电_次数_记录下来。(3)特点：检测射线十分方便，但只能用来_计数_，不能区分射线的种类。此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于 200sGM 计数器也不能区分它们。知识点 3 核反应1定义原子核在其他粒子的_轰击下_产生新原子核的过程，称为核反应。2原子核的人工转变(1)1919 年，卢瑟福第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子，核反应方程是N He _ O_ H。147 42 178 1(2)查德威克发现了中子，核反应方程是Be He _ C_ n。94 42 126 103遵循规律_质量数_守恒，_电荷数_守恒。知识点 4 人工放射性同位素的应用与
4、防护1放射性同位素的定义有些同位素具有_放射性_，叫做放射性同位素。2人工放射性同位素的发现(1)1934 年，约里奥居里夫妇发现经过 粒子轰击的铝片中含有放射性磷 P。3015(2)发现磷同位素的方程： He Al _ P n_。42 2713 3015 1033放射性同位素的应用(1)利用射线：利用 射线具有很强的_电离_作用，消除有害_静电_；利用 射线很强的_贯穿_本领，工业用来_探伤_。(2)作示踪原子：同位素具有相同的_化学_性质，可用放射性同位素代替非放射性同位素做_示踪_原子。4放射性的污染和防护(1)放射性污染过量的放射会对_环境_造成污染，对人类和自然界产生_破坏_作用。(
5、2)防护辐射防护的基本方法有_时间_防护、距离、_屏蔽_防护。要防止放射性物质对_水源_、_空气_、用具、_工作场所_的污染，要防止射线_过多_地_长时间_照射人体。预习反馈判一判(1)威尔逊云室可以显示 粒子和 粒子的径迹。()(2)GM 计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。()(3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。()(4)放射性同位素 P，即可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获得。()3015(5)利用 射线照射种子，可以培育出优良品种。()(6)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用。()选一选以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程x Li2 y y N x
6、O y Be z C73 147 178 94 126x、 y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是( C )A 粒子 B质子C中子 D电子解析：设 x、 y、 z 的电荷数分别为 Zx、 Zy、 Zz，质量数分别为 Ax、 Ay、 Az。由前两个核反应方程中的电荷数守恒， Zx32 Zy， Zy7 Zx8，可得 Zy2；质量数守恒Ax72 Ay， Ay14 Ax17，可得 Ay4；由第三个核反应方程中的电荷数守恒24 Zz6，得 Zz0，质量数守恒 49 Az12， Az1。即 z 是电荷数为零，质量数为1 的粒子，也就是中子，C 正确。想一想放射性同位素的放射强度易于控制，它的半衰期
7、比天然放射性物质短得多，因此在生产和科学领域得以广泛的应用。4(1)能用 射线来测量金属板的厚度吗？(2) 射线照射食品延长保存期的原理是什么？提示：(1)不能(2)用 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。探究一 探测射线的方法和仪器 S 1思 考 讨 论 i kao tao lun下图为 粒子和 粒子在威尔逊云室中的径迹示意图。(1)如何根据径迹的情况，分析判断粒子的性质？(2)如何判断粒子所带电荷的正负？提示：(1) 粒子质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向，轨迹为直线； 粒子质量小，原气体碰撞易改变方向，故轨迹常常弯曲。(2)根据轨迹的弯曲方向来判断带电的性
8、质。G 归 纳 总 结 ui na zong jie1威尔逊云室原理：实验时先往云室里加入少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时让射线粒子从室内的气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹，可用照相机拍摄下其运动的径迹进行观察分析。2气泡室(1)原理：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强突然降低时，5液体的沸点变低，使液体过热
9、，此时让射线粒子射入室内，粒子周围就有气泡形成。用照相机拍摄出径迹照片，根据照片上记录的情况，可以分析粒子的性质。(2)气泡室和云室的比较：气泡室的工作原理与云室相类似，云室内装有气体，而气泡室内装的是液体。相同之处在于都可以形成射线粒子的运动径迹，通过研究径迹，研究射线的性质。3盖革米勒计数器(1)原理：在金属丝和圆筒间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的电离电压，当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生电子这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在外电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。(2)优缺点优点：放大倍数很
10、大，非常灵敏，用它检测射线十分方便。缺点：a.不同射线产生的脉冲现象相同，只能用来计数，不能区分射线种类。b.如果同时有大量粒子或两个粒子射来的时间间隔小于 200 s，则计数器不能区分它们。特别提醒：(1)探测原理方面：探测原理都是利用射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，来显示射线的存在。(2)GM 计数器区分粒子方面：GM 计数器不能区分时间间隔小于 200 s 的两个粒子。D 典 例 剖 析 ian lipou xi典例 1 (多选)下列关于放射线的探测说法正确的是( AC )A气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B由气泡室内射线径迹不能分析粒子的带电、动量、能量等情况C盖革
11、米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领D盖革米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质解题指导：认真阅读教材，掌握探测三种射线的方法与实验原理。解析：气泡室探测射线原理与云室类似，不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的，故 A 选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等情况，故 B 选项不正确；盖革米勒计数器利用射线电离作用，产生电脉冲进而计数，所以 C 选项正确；由于对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以 D 选项错误。 , 对点训练 1 现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修
12、使用的花岗岩板材中也存在不同程度的放射性，某同学要测定附近建筑材料厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超标，他选用哪种仪器较好( C )A威耳逊云室 B气泡室6C盖革米勒计数器 D以上三种效果都很好解析：花岗岩板材的放射性都比较弱，用云室、气泡室很难测出，而计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。探究二 原子核的人工转变和核反应方程 S 2思 考 讨 论 i kao tao lun如图所示为 粒子轰击氮原子核示意图。(1)充入氮气前荧光屏上看不到闪光，充入氮气后荧光屏上看到了闪光，说明了什么问题？(2)原子核的人工转变与原子核的衰变有什么相同规律？提示：(1)产生了新粒子(2)质量数与电荷数都守恒
13、，动量守恒G 归 纳 总 结 ui na zong jie1核反应的条件用 粒子、质子、中子，甚至用 光子轰击原子核使原子核发生转变。2核反应的实质用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变。3原子核人工转变的三大发现(1)1919 年卢瑟福发现质子的核反应：N He O H147 42 178 1(2)1932 年查德威克发现中子的核反应：Be He C n94 42 126 10(3)1934 年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：Al He P n； P Si e2713 42 3015 10 3015 3014 014人工转变核反应
14、与衰变的比较7(1)不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响。(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒。特别提醒：(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。(2)核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。D 典 例 剖 析 ian lipou xi典例 2 1993 年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素 Pt，制取过程如下：20278(1)用质子轰击铍靶 Be
15、产生快中子；94(2)用快中子轰击汞 Hg，反应过程可能有三种：生成 Pt，放出氦原子核；2048 20278生成 Pt，放出质子和中子；生成的 Pt 发生两次衰变，变成稳定的原子核汞20278 20278Hg，写出上述核反应方程。2028解题指导：此题只要严格按照写核反应方程的原则进行，一般是不会出错的，写核反应方程的原则是：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号。因两端仅仅是质量数守恒，没有体现质量相等；也不能仅画一横线，因箭头的方向还表示反应进行的方向；(3)能量守恒，但中学阶段不作要求；(4)核反应必须是实验能够发生的，不能毫无根据地写未经实验证实的核反应方程。解
16、析：根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新生核的电荷数和质量数，然后写出上述核反应方程如下：(1) Be H B n94 1 95 10(2) Hg n Pt He2048 10 20278 32 Hg n Pt2 H n2048 10 20278 1 10 Pt Au e Au Hg e, 20278 20279 0 1 20279 2028 0 1对点训练 2 (江西九江一中 20152016 学年高二下学期期中)下面列出的是一些核反应方程： P SiX， Be H BY， He He LiZ。其中( A )3015 3014 94 21 105 42 42 73AX 是正电子，Y 是中子，Z
17、 是质子BX 是质子，Y 是中子，Z 是正电子CX 是正电子，Y 是质子，Z 是中子DX 是中子，Y 是正电子，Z 是质子解析：根据电荷数守恒、质量数守恒，知 X 的电荷数为 1，质量数为 0，为正电子，Y的电荷数为 0，质量数为 1，为中子，Z 的电荷数为 1，质量数为 1，为质子，故 A 正确，8B、C、D 错误。探究三 放射性的应用及防护 S 3思 考 讨 论 i kao tao lun射线在人们心里是一个恶魔，谈核色变，怎样进行有效的防护呢？提示：其实射线并不可怕，可怕的是无知，只要熟知各种射线的特点，就可以避开射线对我们的危害，如图所示，从图中你可能有所体会。G 归 纳 总 结 ui
18、 na zong jie1放射性同位素及其应用(1)放射性同位素的分类天然放射性同位素人工放射性同位素(2)人工放射性同位素的优势放射强度容易控制可制成各种所需的形状半衰期短，废料易处理(3)放射性同位素的主要应用利用它的射线a利用放出的 射线检查金属部件是否存在砂眼、裂痕等，即利用 射线进行探伤。b利用放射线的贯穿本领与物质的厚度和密度的关系，可用它来检查各种产品的厚度和密封容器中的液体的高度等，从而实现自动控制。c利用放射线使空气电离而把空气变成导电气体，以除去化纤、纺织品上的静电。d用射线照射植物，引起植物的变异，也可以利用它杀菌、治病等。9做示踪原子把放射性同位素原子通过物理或化学反应
19、的方式掺到其他物质中，然后用探测仪进行追踪，这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位素原子就是示踪原子。例如：a在农业生产中，探测农作物在不同的季节对元素的需求。b在工业上，检查输油管道上的漏油位置。c在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围。2放射性的污染与防护污染与防护举例与措施说明核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的 射线与中子流核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染污染医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止
20、射线泄漏距离防护 距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护 尽量减少受辐射的时间防护屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用。铅的屏蔽作用最好D 典 例 剖 析 ian lipou xi典例 3 下列说法正确的是 ( B )A给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算D放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变解题指导：掌握放射性同位素在我们日常生产、生活中的应用是解题关键。解析：放射性元素与
21、它的同位素的化学性质相同，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料。无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是相同的，A 错误；放射性同位素，含量易控制，衰变周期短，不会对环10境造成永久污染，而天然放射性元素，剂量不易控制、衰变周期长，会污染环境，所以不用天然放射元素，C 错误；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D 错误。放射性同位素可作为示踪原子，故 B 正确。 , 对点训练 3 (山东省高密市 20172018 学年高二下学期质检)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。下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射
22、线。元素 射线 半衰期钋 210 138 天氡 222 3.8 天锶 90 28 天铀 238 、 、4.5109年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( C )A钋 210 B氡 222C锶 90 D铀 238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 射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响， 射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响 射线穿透，所以只能选用 射线，而氡 222 半衰期太小，铀 238 半衰期太长，所以只有锶90 较合适。放射线在云室中的径迹案例 英国物理学
23、家布拉凯特在充氮的云室中做 粒子轰击氮核的实验。在如图所示的云室照片中，正确的是( B )11解析：首先在 粒子( He)、反冲核( O)和质子( H)这三种粒子中，反冲核的电离能42 178 1力最强，穿透能力最弱径迹短而粗；质子的电离能力最弱，穿透能力最强径迹细而长。另外，在 粒子轰击氡核的过程中，系统动量守恒，即 p pO pH。因此，反冲核与质子的运动方向不可能在同一直线上。1(山西省吕梁 20162017 学年高三模拟)如图是带电粒子在气泡室中运动径迹的照片及其中某条径迹的放大图。匀强磁场与带电粒子的运动径迹垂直， A、 B、 C 是该条径迹上的三点。若该粒子在运动过程中质量和电荷量
24、保持不变，不断克服阻力做功，则关于此径迹下列说法正确的是( A )A粒子由 A 经 B 向 C 运动B粒子由 C 经 B 向 A 运动C粒子一定带正电，磁场方向垂直纸面向里D粒子一定带负电，磁场方向垂直纸面向外解析：据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的动能逐渐减小，速度减小，则由公式 r 得知，粒子的轨迹半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是mvqB从 A 经 B 向 C 运动，故 A 正确，B 错误；因磁场方向未知，故粒子电性无法确定，C、D 错误。2(青岛市部分重点中学 20162017 学年高二联考)在下列四个核反应方程中，X1、X 2、X 3和 X4各代表某种粒子：
25、HX 1 He n N He OX 231 42 10 147 42 178 Be He CX 3 Mg He AlX 494 42 126 2412 42 2713以下判断中正确的是( D )AX 1是质子 BX 2是中子CX 3是电子 DX 4是质子解析：由质量数和电荷数守恒可知：X 1是 H(氘核)；X 2是 H(质子)；X 3是 n(中子)；21 1 10X4是 H(质子)；故选项 D 正确。13(北京市临川育人学校 20172018 学年高二下学期期中)某实验室工作人员用初速度 v02.710 7m/s 的 粒子轰击静止的氮原子核 N，产生了质子 H。若某次碰撞可看147 112作对
26、心正碰，碰后新核与质子同方向运动，运动方向垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为 1：20，已知质子的质量为 m。(1)写出核反应方程；(2)求出质子的速度。答案：(1) He N O H (2)5.810 7m/s42 147 178 1解析：(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得He N O H；42 147 178 1(2)设 粒子、新核的质量分别为 4m、17 m，质子的速度为 v，对心正碰，由动量守恒定律得：4 mv017 m mvv20解得： v5.810 7m/s。基础夯实 一、选择题(14 题为单选题，5、6 题为多选题)1下列关于盖革米勒计数器的说法错误的
27、是( B )A射线的电离作用使计数器计数B 射线的电离作用强，而 射线电离作用弱，故计数器只能记录 粒子C无论是 、 、 射线都能用计数器计数D计数器不能区分时间间隔小于 200 s 的两个粒子解析：根据盖革米勒计数器的计数原理可知，当射线进入管内时，它使管内气体电离，产生的电子在电场中加速到达阳极，正离子到达阴极，产生脉冲放电，使计数器计数。选项 A、C 正确，B 错误；两个射来的粒子如果时间间隔小于 200 s，计数器不能区分，故选项 D 正确。2关于国际通用的放射性标志，下列说法错误的是( A )A国际通用的放射性标志是毒性标志的骷髅B国际通用的放射性标志是以黄色圆形为背景的黑色的圆形中
28、心和三个黑色叶瓣的图形C有此项标志的地方是有放射性危险的地方D没有特别的极其特殊的需要要远离有国际通用的放射性标志的地方解析：国际通用的放射性标志如图所示。3用中子轰击氧原子核的核反应方程式 O n N X，对式中 X、 a、 b 的判断正168 10 a7 0b确的是( C )13AX 代表中子， a17， b1BX 代表正电子， a17， b1CX 代表正电子， a17， b1DX 代表质子， a17， b1解析：根据质量数、电荷数守恒可知 a17， b8071，因此 X 可表示为 e，为01正电子，故 C 项正确。4关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( D )A利用 射线使空气电离
29、，把静电荷导走B利用 射线照射植物的种子，使产量显著增加C利用 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，作为示踪原子解析： 射线的电离作用很弱，应利用 射线的电离作用，A 错误； 射线对生物具有物理化学作用，照射种子可使基因变异，可用于放射性治疗， 射线不具有生物作用，B、C 错误；同位素的核外电子数相同，化学性质相同，放射性同位素带有“放射性标记” ，可用探测器探测到，D 正确。5关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是( AB )A威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B威耳逊云室中径迹直而粗的是 射线C威耳逊云室中径迹细而弯
30、曲的是 射线D威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负解析：云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故 A 正确；由于 粒子的电离本领大贯穿本领小，故 粒子在云室中的径迹直而粗，即 B 正确； 射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细而弯曲的是 射线，所以 C 错误；把云室放到磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，故 D 错误。6以色列对加沙地带的哈马斯组织发动了代号为“铸铅”的军事打击行动，轰炸了加沙的大型工程设施，据报道，以色列在为期 20 多
31、天的以巴军事战争中使用了白磷弹和贫铀弹。其中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14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( AD )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。二、非选择题7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。(1)1945 年美国向日本的广岛和长崎投了两枚原子
32、弹，当日炸死了二十万人。另有无数的平民受到辐射后患有各种疾病，使无辜的平民痛不欲生。(2)1986 年前苏联切尔诺贝尔利核电站的泄露造成了大量人员的伤亡，至今大片土地仍是生物活动的禁区。(3)美国在近几年的两次地区冲突(海湾地区、科索沃地区)中大量使用了含有放射性的炸弹，使许多人患有莫名其妙的疾病。如何对放射线进行有效的防护？答案：应该避免接触有放射性的材料，远离放射源，使用放射性材料时要选用半衰期短的，核电站核反应堆外层用厚厚的水泥防护层防止放射线外泄，用过的核废料要放在厚金属箱内，深埋在深海等。能力提升 一、选择题(1 题为单选题，2、3 题为多选题)1(江西南昌二中 20152016 学
33、年高二下学期期中)下列说法正确的是( B )A研制核武器的钚 239( Pu)由铀 239( U)经过 4 次 衰变而产生23994 23992B发现中子的核反应方程是 Be He C n94 42 126 10C20g 的 U 经过两个半衰期后其质量变为 15g23892D U 在中子轰击下，生成 Sr 和 Xe 的核反应前后，原子核的核子总数减少23892 9438 1405解析：经过 衰变电荷数多 1，质量数不变，所以钚 239( Pu)由铀 239( U)经过23994 239922 次 衰变而产生，A 错误；发现中子的核反应方程是 Be He C n，B 正确；根据94 42 126
34、 10公式 m m0( ) 知，20g 的 U 经过两个半衰期后其质量变为 5g，C 错误；核反应前后，12tT 23892原子核的核子总数守恒，D 错误。2(新疆农业大学附中 20152016 学年高二下学期期中)某实验室工作人员，用初速度为 v00.09 c(c 为真空中的光速)的 粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核 Na，2311产生了质子。若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与 粒子的初速度方向相15同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为 110，已知质子质量为 m。则( AC )A
35、该核反应方程是 He Na Mg H42 2311 2612 1B该核反应方程是 He Na Mg n42 2311 2612 10C质子的速度约为 0.225cD质子的速度为 0.09c解析：新原子核的质量数： m234126，核电荷数： z112112核反应方程： He Na Mg H。故 A 正确，B 错误；质子质量为 m， 粒子、新42 2311 2612 1核的质量分别为 4m、26m，设质子的速度为 v，对心正碰，选取 粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得：4mv026 m mvv10解出 v0.225 c，故 C 正确，D 错误。3正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理
36、是：将放射性同位素 O 注入人体，158O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 光子，被探测器158采集后，经计算机处理生成清晰图象。则根据 PET 原理判断下列表述正确的是( ABC )A O 在人体内衰变方程是 O N e158 158 157 01B正、负电子湮灭方程是 e e2 01 0 1C在 PET 中， O 主要用途是作为示踪原子158D在 PET 中， O 主要用途是参与人体的新陈代谢158解析：由题意知，A、B 正确；显像的原理是采集 光子，即注入人体内的 O 衰变158放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为 光子，因此 O 主要用途是作为示踪原子，故1
37、58C 正确，D 错误。二、非选择题4完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的A B He N( )105 42 137B Be( ) C n94 126 10C Al( ) Mg H2713 2712 1D N He O( )147 42 178E. U Th( )23892 23490F. Na( ) Na H2311 2411 1G. Al He n( )2713 42 10P Si( )3015 301416解析：A B He N n105 42 137 10B Be He C n 此核反应使查德威克首次发现了中子。94 42 126 10C Al n Mg
38、 H2713 10 2712 1D N He O H 此核反应是卢瑟福首次发现了质子。147 42 178 1E. U Th He23892 23490 42F. Na H Na H2311 21 2411 1G. Al He n P(磷 30 放射性同位素)， P Si e(正电子)，此核反2713 42 10 3015 3015 3014 01应使约里奥居里夫妇首次发现了正电子。5同位素这个概念是 1913 年英国科学家索迪(18771956)提出的。许多元素都存在同位素现象，在目前已发现的 114 种元素中，稳定同位素约 300 多种，而放射性同位素达1500 种以上，而且大多数是人工制
39、造的。(1)中国科学院近代物理研究所的科学家利用兰州重离子加速器在重质量半中子区首次制得镤元素的一种同位素( 234Pa)。已知 Th(钍) 234Pa(镤) e(电子)，则 234Pa 原23490 0 1子核里的中子数应为_143_。(2)1934 年，科学家在用 粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是拿走 放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期。写出 粒子轰击铝箔( Al)产生中子的核反应方程式，并请写出核反应和一般化学2713反应的不同点(请答 3 点)。上述产生的具有放射性的同位素
40、叫放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式。答案：(2) Al He P n； P Si e2713 42 3015 10 3015 3014 0 1解析：(1)由方程两边的质量数和电荷数相同，可知 234Pa 中质子数为 91，则中子数为23491143。(2)铝核被 粒子击中后产生中子的反应为 Al He P n； P 是磷的2713 42 3015 10 3015一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，该反应为： P Si e，核反应和一般化学反应的不同点：核反应是原子层次上的变化，3015 3014 0 1而化学反应是分子层次上的变化(或核反应前后元素发生变化，化学反应前后则元素种类不变)；一种同位素不论处于何种状态，它们的核反应性质是相同的，而它们的化学性质是不同的；同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的。
