高中物理 第4章 第3节 放射性同位素教案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理教案VIP专享VIP免费

第三节放射性同位素[学习目标]1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程．(重点)2.知道放射性同位素和人工放射性同位素及其核反应方程．(难点)3.了解放射性在生产和科学领域的应用.4.知道射线的危害及防护．一、核反应1．定义：利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应．2．反应能：核反应中所放出或吸收的能量叫做反应能．3．两个典型的核反应方程(1)质子的发现：N＋He→O＋H.(2)中子的发现：Be＋He→C＋n.二、放射性同位素及其应用1．放射性同位素(1)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)具有放射性的同位素，叫做放射性同位素．(3)发现正电子的核反应方程Al＋He→P＋nP→Si＋e＋ν.ν代表中微子，它是一种中性粒子，质量近似为零．2．放射性同位素的应用放射性同位素的应用主要分为三类：(1)射线的应用；(2)示踪原子的应用；(3)半衰期的应用．3．放射线的危害及防护(1)危害人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞、组织、器官受到损伤，破坏人体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)防护辐射防护的基本方法有时间防护、距离防护和屏蔽防护．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地照射人体．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)无论是核衰变还是其他核反应，方程两边总的质量数和电荷数是守恒的．(√)(2)核反应方程遵守质量数守恒，即核反应过程中，质量不变化．(×)(3)利用示踪原子来推断地层或古代文物的年代．(×)(4)可以利用放射性同位素的射线进行无损探伤，生物育种等．(√)(5)医学上做射线治疗用的放射性元素，应选半衰期长的．(×)2．(多选)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋Li→2yy＋N→x＋Oy＋Be→z＋Cx、y和z是3种不同的粒子，下列说法正确的是()A．x为α粒子B．y为α粒子C．y为电子D．z为中子BD[根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定x为质子H，y为He即α粒子，z为中子n.]3．(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．含有P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响BD[同位素有相同的质子数，不同的中子数，所以选项A错误；半衰期与元素所处的化学状态没有关系，P制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误．]核反应及核反应方程的书写1.对核反应的认识(1)条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核，使原子核发生转变．(2)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)遵循规律：反应前、后电荷数和质量数守恒．2．常见的人工转变核反应(1)卢瑟福发现质子N＋He→O＋H.(2)查德威克发现中子Be＋He→C＋n.(3)居里夫妇人工制造同位素He＋Al→P＋n.P具有放射性，自发地放出正电子(e)，与天然放射现象遵循相同的规律，衰变方程：P→Si＋e＋ν.3．书写核反应方程时的注意事项(1)核反应指的是在原子核内部核子数发生相应的变化，而化学反应指的是在原子核外最外层电子数发生变化，二者存在本质的不同．(2)核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(3)核反应的生成一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰出生成物与核反应方程．(4)核反应遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．【例1】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：(1)用质子轰击铍靶Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞Hg，反应过程可能有两种：①生成Pt，放出氦原子核；②生成Pt，同时放出质子、中子．(3)生成的Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg.写出上述核反应方程．[解析]根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程：(1)Be＋H→B＋n.(2)①H...