3 探测射线的方法)

第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护1．了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器。

2．知道核反应及其遵循的规律，会书写核反应方程。

3．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。

4．了解放射性同位素在科学与生产领域的应用，了解辐射过量的危害。

一、探测射线的方法探测器材的设计思路：放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生□01雾滴，过热液体会产生气泡。

射线中的粒子会使照相乳胶感光。

射线中的粒子会使□02荧光物质产生荧光。

1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部可以上下移动，相当于□03活塞。

实验时先往容器内加入少量酒精，使容器内充满酒精的饱和蒸气，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到□04过饱和状态。

粒子穿过该空间时，沿途使气体分子□05电离，过饱和蒸气就会以这些离子为核心□06凝成雾滴，于是显示出射线的径迹。

2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点。

当气泡室内的□07压强突然降低时，液体的□08沸点变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围就有□09气泡形成，显示出粒子的径迹。

3．盖革－米勒计数器它的主要部分是盖革－米勒计数管，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的□10导电圆筒，□11金属丝，里面充入□12惰性气体以及少量□13酒精或溴蒸气。

当射线进入管内时，会使管内气体□14电离，产生的□15电子在电场中加速，再与管内气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，电路中形成一次脉冲□16放电，电子仪器把脉冲次数记录下来。

二、核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生□01新原子核的过程。

2．原子核的人工转变(1)1919年□02卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子。

第十九章原子核19．1 原子核的组成【学习目标】1.知道什么是天然放射现象．2．知道三种射线的本质和区分方法．3．知道原子核的组成，知道什么是同位素．【重点难点】1.三种射线的本质特征和区分方法．2．原子核的组成．【易错问题】根据发生β衰变时放出电子，误认为电子是原子核的组成部分．【自主学习】一、天然放射现象1．1896年，法国物理学家________发现，铀和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光．物质发射射线的性质称为_______，具有放射性的元素称___________．2．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为___、___．3．放射性元素自发地发出射线的现象叫____________，原子序数大于或等于___的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．二、射线到底是什么1．α射线实际上就是_________，速度可达到光速的1/10，其_____能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用_________就能把它挡住．2．β射线是高速_______，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，_____能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的_____．3．γ射线呈电中性，是能量很高的______，波长很短，在10－10 m以下，它的_____作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的_____和几十厘米厚的混凝土．三、原子核的组成1．质子的发现：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了_____，质子的实质是氢原子核．2．中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了____的存在．3．原子核的组成：原子核是由____组成，质子和中子统称为____．4．原子核的符号：A Z X，其中X表示元素的符号，A表示核的______，Z表示_______．5．同位素：具有相同______而______不同的原子核，在元素周期表中处于_________．它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素11H、21H、31H.【基础达标】1．最早发现天然放射现象的科学家为( )A．卢瑟福 B．贝可勒尔C．爱因斯坦 D．查德威克2．放射性元素发射出α、β、γ三种射线，以下说法中正确的是( ) A．α射线是由不带电的粒子组成B．β射线是由带正电的粒子组成C．γ射线的贯穿本领最强D．γ射线的电离本领最强3．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的4．氢有三种同位素，分别是氕11H、氘21H、氚31H，则( )A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等5．一个原子核为21083Bi，关于这个原子核，下列说法中正确的是( ) A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子19．2 放射性元素的衰变【学习目标】1.知道衰变的概念，知道原子核衰变时遵守的规律．2．知道α、β衰变的实质，知道γ射线是怎样产生的．3．知道什么是半衰期，知道半衰期的统计意义，会利用半衰期解决相关问题． 【重点难点】：1.α、β衰变的实质及衰变规律．2．对半衰期概念的理解和利用半衰期解决相关问题． 【易错问题】：因认识不到半衰期是一个统计规律概念而出错．【自主学习】一、原子核的衰变1．衰变：原子核由于放出______或_______而转变为新核的变化．2．衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为______，放出β粒子的衰变叫β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．3．衰变方程：(1)α衰变：23892U →23490Th ＋42He(2)β衰变：23490Th →23491Pa ＋0－1e 4．衰变规律原子核衰变时，遵循两个守恒定律，其一是_______守恒，其二是_______守恒． 二、半衰期1．概念：放射性元素的原子核有____发生衰变需要的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期描述的是大量原子核的统计规律．2．特点：半衰期与放射性元素的物理、化学状态_______，只由核的内部因素决定，不同的元素有____的半衰期．课堂练习1．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( ) A ．原子核全部衰变所需时间的一半 B ．原子核有半数发生衰变所需的时间 C ．相对原子质量减少一半所需的时间 D ．元素质量减少一半所需的时间2．如果某种元素发生β衰变，则下列说法中正确的是( ) A ．质量数发生变化B ．质子数增加，中子数不变C ．质子数不变，中子数增加D ．质子数增加，中子数减少3．关于放射性元素的半衰期，以下说法中正确的是( ) A ．同种放射性原子核在化合物中的半衰期比在单质中长 B ．升高温度可使放射性元素的半衰期缩短C ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩1个了D ．氡的半衰期为3.8天，若有4 g 氡，经过7.6天就只剩1 g 了4．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(23992U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A ．2B ．239C ．145D ．925．一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变6000次．若将它注射到一位病人的血管中，15 h后从该病人身上抽取10 mL血液，测得此血样每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期为5 h，求此病人全身血液总量．19.3 探测射线的方法19.4 放射性的应用与防护【学习目标】1.知道探测射线的方法．2．掌握核反应的概念和原子核的人工转变．3．知道放射性同位素，了解放射性的应用和防护．【重点难点】1.原子核的人工转变．2．放射性同位素的特点和应用．【易错问题】：误认为只要遵守质量数和电荷数守恒写出的核反应方程都是正确的．【自主学习】一、探测射线的方法探测器材的设计思路：粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气体会产生_____，过热液体会产生气泡．射线中的粒子会使照相乳胶感光．射线中的粒子会使_________产生荧光．1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部是一个可在小范围活动的____．实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到_______状态．粒子穿过该空间时，沿途使气体分子______产生离子，过饱和蒸气就会以这些离子为核心__________，于是显示出射线的径迹．2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点．当气泡室内的_____突然降低时，液体的_____变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出粒子的径迹来．3．盖革－米勒计数器它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的________，筒内中间有一根接电源正极的_______，里面充入惰性气体以及少量_________蒸气．当射线通过管内时，会使气体______，产生的_____在电场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次_________，电子仪器把这次脉冲记录下来．二、核反应1．定义：原子核在_________的轰击下产生________的过程．2．原子核的人工转变(1)1919年_______用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子．(2)卢瑟福发现质子的核反应过程：__________________.3．遵循规律：_______守恒，_______守恒．三、人工放射性同位素1．放射性同位素的定义：有些同位素具有________，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α粒子轰击的铝片中含有放射性同位素____.(2)发现磷同位素的过程：_________________.四、放射性同位素的应用共有两个方面：一方面是应用它的______．另一方面是作___________． 五、辐射与安全人类从来就生活在有放射性的环境之中，_____的射线对人体组织有破坏作用．要防止_____________对水源、空气、用具等的污染． 【基础达标】1．医学界通过14C 标记的C 60发现一种C 60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C 的用途是( )A ．示踪原子B ．电离作用C ．催化作用D ．贯穿作用2．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A ．γ射线具有很强的贯穿本领B ．γ射线具有很强的电离作用C ．γ射线具有很高的能量D ．γ射线能很容易地绕过阻碍物达到目的地3．贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀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 ．由于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C ．铀238的衰变速率很快D ．铀的半衰期很长4．用高能8636Kr(氪)离子轰击20882Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )A ．其质子数为122B ．其质量数为294C ．其原子序数为118D ．其中子数为90解析：选C.核反应方程为208 82Pb ＋8636Kr ―→10n ＋293118X新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C. 5．写出下列原子核人工转变的核反应方程． (1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子； (2)2713Al(铝核)俘获1个α粒子后放出1个中子； (3)16 8O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子； (4)3014Si(硅核)俘获1个质子后放出1个中子．6．关于放射性同位素的作用，下面说法正确的是( )A ．利用射线的穿透性检查金属制品，测量物体的密度和厚度B ．利用射线的电离本领消除有害的静电积累C ．利用射线的生理效应来消毒、杀菌和治疗肿瘤D ．利用放射性同位素作示踪原子7．下列有关放射性同位素3015P 的说法中正确的是( )A.3015P 与3014X 互为同位素 B.3015P 与其同位素有相同的化学性质 C ．用3015P 制成化合物后它的半衰期变长 D ．含有3015P 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8．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B ．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C ．用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害 9．以下几个核反应方程中，粒子X 代表中子的方程是( ) A.14 7N ＋42He ―→17 8O ＋X B.94Be ＋42He ―→12 6C ＋X C.3015P ―→3014Si ＋X D.14 6C ―→14 7N ＋X10．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应生成Z 核并放出一个氦核(42He)．则下面说法正确的是( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍11．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al ＋42He ―→ X ＋10n.下列判断正确的是( ) A.10n 是质子 B.10n 是中子 C ．X 是2814Si 的同位素 D ．X 是3115P 的同位素12．用中子轰击氧原子核的核反应方程式16 8O ＋10n →a 7N ＋0b X ，对式中X 、a 、b 的判断正确的是( ) A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1 B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1 C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1 D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝113．用中子轰击铝27，产生钠24和X 粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则X 粒子和钠的衰变过程分别是( )A ．质子、α衰变B ．电子、α衰变C ．α粒子、β衰变D ．正电子、β衰变14.图19－3－2如图19－3－2所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将一静止的放射性14C 放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E 垂直，a 、b 均表示长度)．则(1)14C 发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C 发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)． (3)14C 的衰变方程是________________________________________________________________________． (4)简要推导发生衰变后的瞬间放出的粒子与反冲核的动能之比．15．1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强，它甚至能穿透几厘米厚的铅板，1932年，英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核．若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为v H＝3.5×107 m/s，被打出的氮核的最大速度v N＝4.7×106m/s，假定正碰时无机械能损失，设未知射线中粒子质量为m，初速度为v，质子的质量为m′.(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式；(2)根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m′之比(已知氮核质量为氢核质量的14倍)．【学习目标】1.知道核力是只存在于相邻核子间的短程强相互作用力．2．会根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程．3．认识原子核的结合能，并能根据质量亏损利用质能方程计算结合能．【重点难点】：1.对爱因斯坦质能方程的理解．2．原子核的结合能的计算．【易错问题】：误认为在核反应中质量与能量发生了相互转化．【自主学习】一、核力与四种基本相互作用1．核力：原子核里的____间存在着相互作用的核力，_____把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．2．核力特点：(1)核力是___相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．(2)核力是______，作用范围在___________之内．(3)每个核子只跟_____的核子发生核力作用，这也称为核力的________．3．基本相互作用：(1)长程力：一种是________，另一种是________．(2)短程力：一种是____，另一种是_____．弱力是引起β衰变的原因．二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中子数________，但对于较重的原子核，中子数_____质子数，越重的元素，两者相差____．三、结合能原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能．结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量．四、质量亏损1．爱因斯坦质能方程_______.(1)物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也_____；能量减小，质量也_____．(2)任何质量为m的物体都具有大小相当于 ___的能量．(3)在国际单位制中E、m、c的单位分别取___、____、______．(4)由E＝mc2得ΔE＝_____，ΔE对应着Δm质量的能量．2．质量亏损：原子核的质量_____组成它的核子的质量之和的现象．【基础达标】1．(2009年高考浙江卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力2．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂的电磁力3．对公式ΔE＝Δmc2，下列说法中正确的是( )A．能量可以转化为质量B．质量可以转化为能量C．能量的转化与质量的转化是成比例的D．在核反应中，能量与质量都不守恒的初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073 u、4.0015 u和7.0160 u．已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )A．此反应过程质量减少0.0103 uB．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符5．一个锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氢原子核的质量是1.6736×10－27 kg，一个锂核的质量是11.6505×10－27 kg，一个氦核的质量是6.6466×10－27 kg.(1)试写出这一过程的核反应方程；(2)计算这一过程中的质量亏损；(3)计算这一过程中所释放的核能．【能力提升】1．关于结合能，下列说法中正确的有( )A．核子结合成原子核时，需吸收的能量B．核子结合成原子核时，能放出的能量C．不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同D．使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值2．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是( )A．E＝mc2中的E是物体以光速运动的动能B．E＝mc2是物体的核能C．E＝mc2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系D．ΔE＝Δmc2表示发生的质量亏损Δm变为能量放出去3．某核反应方程为21H＋31H→42He＋X.已知21H的质量为2.0136 u，31H的质量为3.0180 u，42He的质量为4.0026 u，X的质量为1.0087 u．则下列说法中正确的是( )A．X是质子，该反应释放能量B．X是中子，该反应释放能量C．X是质子，该反应吸收能量D．X是中子，该反应吸收能量4．质子的质量为m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为( )A．(m p＋m n－m)c2B．(m p＋m n)c2C．mc2D．(m－m p)c25．下列说法中正确的是( )A．爱因斯坦质能方程反映了物体质量就是能量，它们之间可以互相转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m 1，捕获中子后的原子质量为m 2，被捕获的中子质量为m 3，核反应过程放出的能量为ΔE ，则这一实验需验证的关系式是( )A ．ΔE ＝(m 1－m 2－m 3)c 2B ．ΔE ＝(m 1＋m 3－m 2)c 2C ．ΔE ＝(m 2－m 1－m 3)c 2D ．ΔE ＝(m 2－m 1＋m 3)c 27．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D →p ＋n.若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( ) A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m p ＋m n －m D )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m p ＋m n －m D )c 2－E ] 8．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm ，相应的能量ΔE ＝Δmc 2＝2.2 MeV 是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零9．氘核和氚核聚变时的核反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n.已知31H 的平均结合能是2.78 MeV ，21H 的平均结合能是1.09 MeV ，42He 的平均结合能是7.03 MeV ，试计算核反应时释放的能量．10．已知210 84Po 原子核质量为209.98287u ，206 82Pb 原子核的质量为205.97446 u ，42He 原子核的质量为4.00260u ，静止的210 84Po 核在α衰变中放出α粒子后变成20682Pb ，求：(1)在衰变过程中释放的能量；(2)α粒子从Po 核中射出时的动能；(3)反冲核的动能(已知1 u ＝931.5 MeV ，且核反应释放的能量只转化为动能)．19．6 重核的裂变【学习目标】1.知道什么是裂变、什么是聚变，了解裂变和聚变的特点．2．知道链式反应，并能计算裂变释放的核能．3．会写出聚变反应方程并能计算聚变释放的核能．4．了解基本粒子、夸克模型及宇宙的演化．【重点难点】：裂变、聚变释放的核能的计算．【易错问题】：对聚变比裂变反应释放的能量的大的说法认识不清．【自主学习】一、核裂变1．定义：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应．2．链式反应：当一个_____引起一个铀核裂变后，裂变中放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应．典型反应方程：23592U＋1n→14456Ba＋8936Kr＋31n.3．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于等于_________或裂变物质的质量大于等于临界质量．二、核电站1．工作原理现以压水式反应堆核电站为例，讨论电站的工作原理，压水式反应堆核电站包括：压水堆本体，由蒸汽发生器、称压器、主泵构成的一回路系统，二回路系统，汽轮发电机组以及为支持系统正常运行并保证反应堆安全而设置的辅助系统，回路系统是蒸汽供应系统，将反应堆释放的内能，由冷却剂带到蒸汽发生器中，产生蒸汽；二回路系统是蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的系统，与常规火电厂汽轮发电系统基本相同．2．核燃料：目前核电站反应堆以_____为燃料．3．___________是核电站的心脏，它是一种用人工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地释放出来，裂变反应堆的结构和工作原理。

探测射线的方法范文探测射线是一种重要的实验手段，用于研究射线的特性和性质。

射线是由带电粒子或电磁波产生的无形物质流动，它具有很高的能量和穿透能力，因此在科学和工程领域有广泛的应用。

本文将介绍常见的探测射线的方法。

探测射线的方法主要分为直接法和间接法两种。

直接法是通过直接观察射线的现象来探测射线，其中一种常用的方法是利用荧光屏探测射线。

当射线通过荧光屏时，会激发荧光屏上的荧光物质发出明亮的光线，通过观察这些荧光现象可以确定射线的存在和性质。

例如，利用荧光屏可以观察到阴极射线管中的电子射线，从而研究电子的特性。

此外，荧光屏也可以用于探测其他射线，如X射线和γ射线等。

另一种直接探测射线的方法是利用核乳胶来观察射线的轨迹。

核乳胶是由含有放射性同位素的乳胶制成的材料，当射线通过核乳胶时，会产生化学反应，从而留下可见的痕迹。

通过观察这些痕迹，可以研究射线的性质和轨迹。

核乳胶广泛应用于核物理实验和放射性测量中。

间接法是通过测量射线对其他物质的影响来探测射线，其中一种常用的方法是利用电离室来测量射线的电离效应。

电离室是一种特殊的仪器，它由一个空气封闭的金属容器和一个电离室电极组成。

当射线通过电离室时，会使气体分子电离产生带电粒子，这些带电粒子会在电场的作用下移动并产生电流。

通过测量电流的大小，可以确定射线的强度和能量等参数。

电离室广泛应用于放射性检测和剂量测量等领域。

除了电离室，探测射线的方法还包括利用半导体探测器、闪烁体探测器和胶片探测器等。

半导体探测器是利用半导体材料的电子和空穴对射线的敏感性来测量射线的仪器，它具有高分辨率和快速响应等优点，常用于高能物理实验和医学诊断中。

闪烁体探测器是利用一些物质在射线激发下产生可见光的特性来测量射线的仪器，它具有高灵敏度和可探测多种射线的特点，广泛应用于核物理和核医学等领域。

胶片探测器是利用射线对胶片的曝光效应来测量射线的仪器，它简单易用、成本低廉，但需要后期显影和测量等处理步骤。

第3节 探测射线的方法
整节都是一般性了解的要求
P85做一做：用传感器测量放射性
G-M 管可以把射入的粒子的数目转换为电脉冲的数目，所以它是一种辐射传感器……可对不同辐射源的强度进行对比。

……传感器盒子里面装着G-M 管。

开始计数后，计算机荧光屏上每隔1 min 跳出一个竖直放置的狭长矩形，表示G-M 管在这1 min 内接收粒子的数目。

放射源可用学校实验室与威尔孙云室配套的弱放射源。

此外，目前有些地区还可以买到气灯罩，它含有硝酸钍Th(NO 3)4，具有微弱的放射性。

图19.3-6就是对气灯罩的射线计数得到的直方图。

图19.3-6的下部用绿色标出，即使没有放射源，G-M 管也会记录微弱的辐射，但不会高于这个区域。

这些辐射称为本底辐射，来自宇宙射线或地壳中的放射性物质。

用传感器还可以研究射线强度与距离的关系、不同物质对射线的吸收能力等许多课题。

新人教版选修3-5《19.3 19.4 探测射线的方法放射性的应用与防护》课时训练物理试卷一、课前预练习1. 探测射线的理论根据（1）放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生________，过热液体会产生________。

（2）放射线中的粒子会使照相乳胶________。

（3）放射线中的粒子会使荧光物质产生________。

2. 探测射线的仪器（1）威耳逊云室①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子________，________酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹。

②粒子径迹形状α粒子的径迹________高速β粒子的径迹________，低速β粒子的径迹________，而且是________γ粒子的电离本领更小，在云室中一般________它的径迹（2）气泡室：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________，例如________。

粒子通过________液体时，在它的周围产生________而形成粒子的径迹。

（3）盖革-米勒计数器G−M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。

因为不同的射线产生的脉冲现象________，因此只能用来计数，不能区分射线的________。

3. 核反应及放射性同位素（1）核反应：原子核在________的轰击下产生________的过程。

（2）核反应的规律：在核反应中，________守恒、________守恒，还遵守动量守恒。

（3）原子核的人工转变：原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子核，这种核反应称为人工转变。

①发现质子：________用α粒子轰击氮原子核，发现质子的核反应是第一次实现原子核的人工转变。

714N +24He →817O +________。

②中子的发现：________用α粒子轰击铍原子核发现了中子，49Be +24He →612C ________。

探测射线的方法知识点方法讲解下面是高中物理第十九章原子核第三节探测射线的方法知识点方法讲解，大家可以参考学习：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的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．这些现象主要有：1．使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；2．使照相底片感光；3．使荧光物质产生荧光．下面我们学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法．引导学生阅读教材“威耳孙云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论．【板书】一、威耳孙云室1．构造是什么？2．基本原理是什么？引导学生回答问题1，并进行补充评价．威耳孙云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹．室内由光源通过旁边的窗子照明．少量放射性物质(放射源)放在室内侧壁附近(或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入)．引导学生回答问题2，并注意结合以前学过的过饱和汽的知识，讲清云室实验的原理．我们知道，水蒸气遇冷凝结，会形成很小的雾珠，这时它需要有凝结的核心．云和雾就是这样形成的．如果空气中没有任何尘埃或离子，水蒸气就是达到过饱和状态，也不能马上凝结．但是，如果这时由于某种原因在空气中产生了离子，那么过饱和的水蒸气就会以这些离子为核心立即凝结成雾珠．离子是看不见的，可是雾珠是看得见的，因此可以根据出现的雾珠来推测产生离子的情形．云室就是根据这个原理制成的．实验时，先往云室里加少量的酒精，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．这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，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．这种云室是英国物理学家威耳孙(1869～1959)在1912年发明的，故叫做威耳孙云室．注意向学生强调：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身．引导学生观察α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因．α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗．β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲．γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹．因此，我们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，可以知道粒子所带电荷的正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小．1972年我国云南宇宙射线实验站，就是利用建在3200米高山上的大型磁云室装置，发现了一个质量是十倍质子质量的重粒子．【板书】二、气泡室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(如液态氢)．引导学生阅读课文，学习气泡室的基本原理．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．当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成．气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的．液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而观察者将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件．教材中图23－8为粒子经过气泡室时的径迹照片，教师可向学生进行简单说明．人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况．引导学生阅读课本的“盖革—弥勒计数器”部分的内容，并组织学生进行讨论．【板书】三、盖革—弥勒计数器1．盖革管的构造和基本原理是什么？2．G—M计数器的基本原理及其特点是什么？引导学生回答问题．计数器的主要部分是盖革管，如教材中图23－9所示．外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝．管中装有低压的惰性气体(如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa)和少量的酒精蒸气或溴蒸气．在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压(约1000V)，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，产生的电子在电场作用下向阳极加速运动．电子在运动中能量越来越大，达到一定值时，跟管中的气体分子碰撞，又使气体分子电离，再产生电子，新的电子又被电场加速，这样一连串地碰撞下去，就会引起雪崩似的电离．于是，一个射线粒子进入管中后经过一段很短时间，就会产生大量电子．这些电子到达阳极，正离子到达阴极(正离子由于质量大，运动较慢，在运动中不会再使气体分子电离)，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来．这种仪器是德国物理学家盖革(1882～1945)在1928年与弥勒(1911～1977)合作研制出来的，所以叫盖革—弥勒(G—M)计数器．G—M计数器的放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的．但它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，而不能区分射线的种类．如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔很短(小于200μs)时，也不能计数，即它不适合于极快速的计数．这种计数器适合于对β粒子和γ粒子进行计数．对α射线进行计数时，由于α射线的贯穿能力很小，不能通过玻璃管壁，所以需在管的前方装上一个很薄的云母片窗口，使α粒子从这个窗口射入，或把微弱的放射源放在管内．另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读．随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化．巩固练习1．云室利用的是射线的什么本领？云室里为什么是干净的空气？2．在云室看到的径迹是射线本身吗？根据径迹，我们可以知道粒子的哪些性质？3．为什么射线粒子进入盖革管中可以产生大量电子？。