1、119.3-19.4 探测射线的方法 放射性的应用与防护课后提升作业 【基础达标练】 1.(多选)有关放射性同位素 P 的下列说法,正确的是 ( )A. P 与 X 互为同位素B P 与其同位素有相同的化学性质C.用 P 制成化合物后它的半衰期变长D P 能释放正电子,可用其作示踪原子 ,观察磷肥对植物的影响.3015【解析】选 B、D。同位素有相同的质子数,不同的质量数,故 A 错;同位素有相同的化学性质,故 B 对;半衰期与物理、化学状态无关,故 C 错 P 为放射性同位素,可用作示踪原子,;3015故 D 对。故正确答案为 B、D。2.(多选)下列关于盖革米勒计数器的说法正确的是 ( )
2、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 200s 的两个粒子【解析】选 A、C、D。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 200s,计数器不能区分,故选项 D 正确。3.(多选)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,核反应方程为 He N OH,下列说法中正确的是 ( )+11A.通过此实验发现了质子
3、B.实验中利用了放射源放出的 射线C.实验中利用了放射源放出的 射线D.原子核在人工转变过程中,电荷数可能不守恒2【解析】选 A、C。由物理学史知 A 项对;本实验用 粒子轰击 N 而非 射线,B 项错、 147C 项对;核反应方程两边电荷数必守恒,D 项错。4.对放射性的应用,下列说法不正确的是 ( )A.放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,对人体的正常细胞不会有伤害作用B.对放射性的废料,要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C.射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里,而不能随意放置D.对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的【解析】选 A。放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,
4、但也会对人体的正常细胞有伤害,选项 A 错;正因为放射线具有伤害作用,选项 B、C、D 均是正确的。5.原子核 X 与氘核 H 反应生成一个 粒子和一个质子。由此可知 ( )A.A=2,Z=1 B.A=2,Z=2C.A=3,Z=3 D.A=3,Z=2【解析】选 D X H He H,应用质量数与电荷数的守恒 A+2=4+1,Z+1=2+1,解得+21 +11A=3,Z=2。36.一质子束入射到静止靶核 Al 上,产生如下核反应:p AlX+n,式中 p 代表质子,+2713n 代表中子,X 代表核反应产生的新核。由反应式可知,新核 X 的质子数为 ,中子数为 。【解析】根据核反应过程电荷数守恒
5、和质量数守恒,新核 X 的质子数为 1+13-0=14,质量数为 1+27-1=27,所以中子数=27-14=13。答案:14 137.回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。当今医学影像诊断设备 PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”,它在医疗诊断中,常利用能放射正电子的同位素碳 11 作示踪原子。碳 11 是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮 14 获得,同时还产生另一粒子,试写出核反应方程。若碳 11 的半衰期 为 20 min,经 2.0 h 剩余碳 11 的质量占原来的百分之几?(结果取 2 位有效数字)【解析】核反应方程为
6、 N H C He 147+11 116+42设碳 11 原有质量为 m0,经过 t1=2.0 h 剩余的质量为 m ,根据半衰期定义有:=( 1.6%12)1答案 N H C He 1.6%+11 116+428.同位素这个概念是 1913 年英国科学家索迪提出的。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 1 500 种,而且大多数是人工制造的。(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 原子
7、 23490核里的中子数应为 。(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反应(2713的不同点(请答 3 点)。4上述产生的具有放射性的同位素叫放射性同位素,写出其产生正电子的核反应方程式。【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 234-91=143。(2)铝核被 粒子击中后产生中子的反应为
8、 Al He P n;核反应和一般化+42 +10学反应的不同点:核反应是原子层次上的变化,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。P 是磷的一种同位素,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。:3015答案:(1)143(2) Al He P n 不同点见解析+42 +10P Si e【能力提升练】1.(多选)一个质子以 1.4107m/s 的速度撞入
9、一个孤立的静止铝原子核后被俘获,铝原子核变为硅原子核,已知铝原子核的质量是质子的 27 倍,硅原子核的质量是质子的 28 倍。则下列判断中正确的是 ( )A.核反应方程为 Al H Si+11 2814B.核反应方程为 Al H Si n+11 2714+10C.硅原子核速度的数量级为 107m/sD.硅原子核速度的数量级为 105m/s【解析】选 A、D。核反应方程为 Al H Si,由动量守恒定律得+11m1.4107m/s=28mv,解得 v=510 5m/s,因此选项 A、D 正确。2.(多选)(2018郑州高二检测)静止的镭原子核 Ra 经一次 衰变后变成一 22688个新核 Rn。
10、则下列相关说法正确的是 ( )A.该衰变方程为 Ra Rn He 22688 +425B.若该元素的半衰期为 T,则经过 3T 的时间,2 kg 的 Ra 中仍有 0.25 kg 没发生衰变 22688C.由方程可知反应前 Ra 的质量等于反应后的新核 Rn 与 He 的质量之和 22688D.若只改变该元素所处的物理状态,则其半衰期不变E.该元素的半衰期会随它所处的化学环境的变化而变化【解析】选 A、B、D。由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒知,A 项正确;根据半衰期的意义知剩余镭的质量为 m=m0( )3=0.25 kg,B 项正确;在核反应过程中有质量亏损,C 项错误;放射性元素的半衰
11、期与该元素的物理状态无关,与所处的化学环境也无关,D 项正确,E 项错误。3.用 粒子照射充氮的云室,得到如图所示的照片,下列说法中正确的是 ( )A.A 是 粒子的径迹,B 是质子的径迹,C 是新核的径迹B.B 是 粒子的径迹,A 是质子的径迹,C 是新核的径迹C.C 是 粒子的径迹,A 是质子的径迹,B 是新核的径迹D.B 是 粒子的径迹,C 是质子的径迹,A 是新核的径迹【解析】选 D。 粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是 粒子,所以 B 是 粒子的径迹,产生的新核质量大,电离作用强,所以径迹粗而短,故 A 是新核径迹,质子电离作用弱一些,贯穿作用强,所以细而长的径迹是质子的径
12、迹,所以正确选项为 D。4.某实验室工作人员,用初速度 v0=0.09c(c 为真空的光速)的 粒子,轰击静止的氮原子核N,产生了质子 H,若某次碰撞可看作对心正碰,碰后新核与质子同方向运动,垂直磁场方向射入磁场,通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为 120,已知质子质量为 m。(1)写出核反应方程。(2)求出质子的速度 v。【解析】(1 He N O H。)42 178+116(2)设 粒子、新核质量分别为 4m、17m,质子速度为 v,由于对心碰撞,满足动量守恒,故4mv0=17m +mv,解得 v=0.20c。7答案:(1 He N O H (2)0.20c)42 178+11
