高中物理选修3-5课时作业16：19.3-19.4 探测射线的方法 放射性的应用与防护

3 、4探测射线的方法、放射性的应用与防护编制：崔宝利审核：张远峰【学习目标】1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程.4.了解放射性在生产和科学领域的应用．【知识梳理】一、探测射线的方法1．探测射线的理论依据(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雾滴，过热液体会产生气泡．(2)放射线中的粒子会使照相乳胶感光．(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生荧光．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室：①原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒子在云室内气体中飞过，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，于是显示出射线的径迹．(2)气泡室：气泡室里装的是液体，如液态氢．粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹．(3)盖革－米勒计数器：①优点：G－M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便．②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类．二、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．2．遵循规律质量数守恒，电荷数守恒．3．原子核的人工转变卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素(氧17)和一个质子，核反应方程为42He＋14 7 N―→17 8O＋11H，第一次实现了原子核的人工转变．三、人工放射性同位素1．有些同位素具有放射性，叫放射性同位素．2．1934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磷3015P，核反应方程为42He ＋2713Al―→3015P＋10n.四、放射性同位素的应用1．在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ探伤，也可以用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出新品种．2．农业上利用3015P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况．3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用．要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．【典例精析】【例1】在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是( )A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗【例2】完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程．(1)14 7 N＋10n→146C＋________(2)14 7N＋42He→17 8O＋________(3)10 5B＋10n→________＋42He(4)94Be＋42He→________＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋________【例3】关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A．利用γ射线使空气电离，消除静电B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用β射线来治肺癌、食道癌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，可以作为示踪原子【例4】一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态．放出一个质量为m的粒子后反冲．已知放出的粒子的动能为E0，则原子核反冲的动能为（）A．E0B．E0C．E0D．E0探测射线的方法、放射性的应用与防护课后案1．现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修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( ) A．威尔逊云室 B．气泡室C．盖革－米勒计数器D．以上三种效果都很好2．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有( )A．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到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．用放射性照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种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伤害3．(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，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4．(多选)用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性以及它的半衰期的说法正确的是( )A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天5．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y；y＋14 7N→x＋17 8O；y＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子 B．质子 C．中子 D．电子6．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7．如图1所示，1928年，德国物理学家玻特用α(42He)轰击轻金属铍(94Be)时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线．查德威克对该粒子进行研究，进而发现了新的粒子．用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B.下述正确的是( )A．该实验核反应方程：94Be＋42He→13 6C＋10nB．该实验是查德威克发现质子的实验C．粒子A为中子，粒子B为质子D．粒子A为质子，粒子B为中子8．(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．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，则下列说法正确的是( )A．核反应方程为2713Al＋11H―→2814SiB．核反应方程为2713Al＋10n―→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致9．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，如图所示能近似反映正电子和Si核轨迹的是( )10．静止的氮核147N被速度为v0的中子10n击中生成碳核126C和另一种原子核甲，已知126C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向均一致，碰后126C核与甲核的动量之比为2∶1.(1)写出核反应方程；(2)求126C与甲核的速度各是多大？。

3 探测射线的方法4放射性的应用与防护一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题)1．利用威尔逊云室探测射线时能观察到短粗而弯曲的径迹，则下列说法正确的是() A．可知有α射线射入云室中B．可知是γ射线射入云室中C．观察到的是射线粒子的运动D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴2．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：42He＋147N→178O＋11H，下列说法错误的是()A．卢瑟福通过该实验提出了原子核式结构模型B．实验中是用α粒子轰击氮核C．卢瑟福通过该实验发现了质子D．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒3．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1→42He＋10n②147N＋42He→178O＋X2③94Be＋42He→126C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4则以下判断中正确的是()A．X1是质子B．X2是中子C．X3是电子D．X4是质子4．用高能8636Kr轰击20882Pb，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905．医学界通过14C标记的C60发现一种C60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6．将威尔逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，如图所示能近似地反映正电子和Si核轨迹的是()7．下列核反应或衰变方程中，符号“X”表示中子的是()A.94Be＋42He―→126C＋XB.147＋42He―→178O＋XC.20480Hg＋10n―→20278Pt＋211H＋XD.23992U―→23993Np＋X8．下列说法正确的是()A．通过核反应可以人工制造放射性同位素B．现在用的射线都是利用的人工放射性同位素C．人工制造的放射性同位素发出的射线对人体无害D．人工制造的放射性同位素半衰期短，因此放射性废料容易处理9．一个质子以1.0×107m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．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，则下列说法正确的是()A．核反应方程为2713Al＋11H―→2814SiB．核反应方程为2713Al＋10n―→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向跟质子的初速度方向一致10．有关放射性同位素3015P的下列说法，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二、非选择题11．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)23892U―→23490Th＋________.(2)94Be＋42He―→126C＋________.(3)23490Th―→23491Pa＋________.(4)3015P―→3014Si＋________.(5)23592U＋________―→9038Sr＋13654Xe＋1010n.(6)147N＋42He―→178O＋________.12．如图1所示是工厂利用射线自动控制铝板厚度的装置示意图．图1(1)请简述自动控制的原理；(2)如果工厂生产的是厚度为2mm的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用？为什么？13．1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的2713Al，发现了放射性磷3015P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．(1)写出这个过程的核反应方程式；(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度．[答案]精析1．D [因为威尔逊云室中观察到的短粗而弯曲的径迹是β射线的径迹，A 、B 选项均错误；射线粒子的运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴，C 选项错误，D 选项正确．]2．A [卢瑟福用α粒子轰击金箔散射的实验，提出了原子的核式结构模型，故A 错误；用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，故B 、C 正确；核反应方程质量数和电荷数是守恒的，故D 正确．]3．D [根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X 1为21H ，A 错；X 2为11H ，B 错；X 3为10n ，C 错；X 4为11H ，D 对．]4．C [核反应方程为20882Pb ＋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．A [用14C 标记C 60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C 的作用是做示踪原子，故选项A 正确．]6．B [把放出的正电子和衰变生成物Si 核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的方向跟Si 核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C 、D 可排除． 因为洛伦兹力提供向心力，即q v B ＝m v 2r ，所以做匀速圆周运动的半径为r ＝m vqB.衰变时，放出的正电子与反冲核Si 的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即r e r Si ＝q Si q e ＝141.可见正电子运动的圆半径较大．]7．AC [根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得A 、C 选项正确．] 8．ABD9．AD [由核反应中电荷数和质量数守恒可知A 选项正确，B 选项错误；由动量守恒定律求得硅原子核速度的数量级为105 m/s ，即D 选项正确，C 选项错误．]10．BD [同位素有相同的质子数，所以选项A 错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B 正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P 制成化合物后它的半衰期不变，选项C 错误；含有3015P 的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D 正确．]11．(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)0＋1e (5)10n (6)11H[解析] 在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子( 0－1e)，正电子( 0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．12．见[解析][解析] (1)射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的射线的强度就会随之变化，将这种变化转变为电信号输入到相应的装置，使之自动地控制图中右侧的两个轮间的距离，达到自动控制铝板厚度的目的．(2)β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，穿不过2毫米的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板，2毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度几乎不发生变化；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米厚的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反应．13．(1)2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n (2)v 0＋v 112，方向与该粒子原运动方向相同 [解析] (1)核反应方程式为2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n.(2)由(1)知，该种粒子为中子，设该种粒子的质量为m ，则12C 核的质量为12m ，设碰撞后12C 核的速度为v 2，由动量守恒定律可得m v 0＝m (－v 1)＋12m v 2，解得v 2＝v 0＋v 112，碰撞后12C 核的运动方向与该粒子原运动方向相同．。

3 探测射线的方法4放射性的应用与防护一、选择题(1～5为单选题，6～10为多选题)1.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：42He＋147N→178O＋11H，下列说法错误的是()A.卢瑟福通过该实验提出了原子核式结构模型B.实验中是用α粒子轰击氮核C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒2.用中子轰击氧原子核的核反应方程为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是()A.X代表中子，a＝17，b＝1B.X代表电子，a＝17，b＝－1C.X代表正电子，a＝17，b＝1D.X代表质子，a＝17，b＝13.在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1→42He＋10n②147N＋42He→178O＋X2③94Be＋42He→126C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4则以下判断中正确的是()A.X1是质子B.X2是中子C.X3是电子D.X4是质子4.用高能8636Kr轰击20882Pb，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905.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线.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()A.钋210B.氡222C.锶90D.铀2386.放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为()A.放射性同位素不改变其化学性质B.放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D.放射性同位素容易制造7.下列说法正确的是()A.通过核反应可以人工制造放射性同位素B.现在用的射线都是利用的人工放射性同位素C.人工制造的放射性同位素发出的射线对人体无害D.人工制造的放射性同位素半衰期短，因此放射性废料容易处理8.对放射性的应用，下列说法中正确的是()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，要装入特制的容器中并埋入深地层进行处理C.γ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.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的9.有关放射性同位素3015P的下列说法，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10.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的()A.利用钴60治疗肿瘤等疾病B.γ射线探伤C.利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况D.把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测农作物吸收养分的规律二、非选择题11.1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子.正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子.更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期.原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al ＋42He→3015P＋10n，这里的3015P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的.(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？12.静止的氮核147N被速度为v0的中子10n击中生成碳核126C和另一种原子核甲，已知126C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向均一致，碰后126C核与甲核的动量之比为2∶1.(1)写出核反应方程.(2)求126C与甲核的速度各是多大？[答案]精析1.A[卢瑟福用α粒子轰击金箔散射的实验，提出原子的核式结构模型，故A错误；用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，故B、C正确；核反应方程质量数和电荷数是守恒的，故D正确.]2.C[根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示为0＋1e，为正电子，故C项正确，A、B、D错误.]3.D[根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为21H，A错；X2为11H，B错；X3为10n，C错；X4为11H，D对.]4.C[核反应方程为20882Pb＋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.C[要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β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.]6.ABC7.AD[放射线有的是用天然放射性同位素，但大部分是用人工放射性同位素，因为人工放射性同位素品种多，并且半衰期短，废料容易处理.]8.BCD[放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，但同时也会对人体的正常细胞造成伤害，A错.正因为放射性具有伤害作用，选项B、C、D均是正确的.]9.BD[同位素有相同的质子数，所以选项A错误.同位素有相同的化学性质，所以选项B正确.半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误.含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确.]10.CD[利用钴60治疗肿瘤和γ射线探伤是利用射线能量高，贯穿本领大的特点，故A、B 错误；C、D两项是利用放射性同位素作为示踪原子，故均正确.]11.(1)3015P→3014Si＋0＋1e(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出的[解析](1)核反应方程为3015P→3014Si＋0＋1e.(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出正电子，核反应方程为11H →10n ＋ 0＋1e.12.(1)147N ＋10n →126C ＋31H (2)v 018 v 09[解析] (2)设中子质量为m 0，12 6C 核质量为m C ，甲核质量为m 甲，由动量守恒得 m 0v 0＝m C v C ＋m 甲v 甲即m 0v 0＝12m 0v C ＋3m 0v 甲又因为12 6C 与甲核动量比为2∶1，所以m C v C ＝2m 甲v 甲即12m 0v C ＝2×3m 0v 甲联立求得：v C ＝v 018，v 甲＝v 09.。

[目标定位] 1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器.2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程.4.了解放射性在生产和科学领域的应用.一、探测射线的方法1.探测射线的理论依据(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：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒子在云室内气体中飞过，使沿途的________________电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心____________________，于是显示出射线的径迹.②(2)气泡室：气泡室里装的是液体，如液态氢.粒子通过过热液体时，在它的周围________________而形成粒子的径迹.(3)盖革－米勒计数器：①优点：G－M计数器________________，用它检测射线十分方便.②缺点：只能用来________，不能区分___________________________________________.深度思考三种射线肉眼都看不见，结合上述三种仪器，说说探测射线的原理是什么？例1在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是()A.由于γ射线的能量大，容易显示其径迹B.由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长C.由于α粒子的速度小，不易显示其径迹D.由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗二、核反应1.定义原子核在______________的轰击下产生______________的过程.2.遵循规律________________守恒，________________守恒.3.原子核的人工转变________________________用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素(氧17)和一个质子，核反应方程为______________________________________，第一次实现了原子核的人工转变.深度思考核反应的实质是什么？例2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)168O(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.书写核反应方程的四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；(3)能量守恒(中学阶段不作要求)；(4)核反应必须是实验中能够发生的.三、人工放射性同位素1.有些同位素具有________________，叫放射性同位素.2.1934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磷3015P，核反应方程为________________________________________________________________________.四、放射性同位素的应用1.在工业上可以用________射线来探测工件内部裂痕，称为________探伤，也可以用________射线照射种子，会使种子的________________发生变异，从而培育出新品种.2.农业上利用3015P作为________________来研究农作物对磷肥的吸收情况.3.辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，________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.深度思考原子核的人工转变与放射性元素的衰变有何区别？例3关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是()A.利用γ射线使空气电离，消除静电B.利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C.利用β射线来治肺癌、食道癌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，可以作为示踪原子1.(探测射线的方法)(多选)关于威耳逊云室探测射线，下述说法正确的是()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.威耳逊云室中径迹粗而短且直的是α射线C.威耳逊云室中径迹细而长的是γ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2.(核反应方程)下面列出的是一些核反应方程：94Be＋42He→126C＋X，199F＋Y→168O＋42He，其中()A.X是正电子，Y是质子B.X是中子，Y是正电子C.X是中子，Y是质子D.X是质子，Y是中子3.(核反应方程)下面列出的是一些核反应方程：3015P→3014Si＋X，94Be＋21H→105B＋Y，42He＋42He→73 Li＋Z，其中()A.X是质子，Y是中子，Z是正电子B.X是正电子，Y是质子，Z是中子C.X是中子，Y是正电子，Z是质子D.X是正电子，Y是中子，Z是质子4.(放射性同位素的应用)用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素.放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用.(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失.其原因是()A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是(2)图1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是____________射线.图1(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做________________________________________________________________________.提醒：完成作业第十九章3、4[答案]精析一、知识梳理1.(1)雾滴气泡(2)感光(3)荧光2.(1)①气体分子凝结成雾滴②直而清晰弯曲(2)产生气泡(3)①非常灵敏②计数射线的种类深度思考探测射线的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.如威尔逊云室利用射线的电离性质使过饱和酒精蒸气凝结成雾滴来显示射线的径迹；气泡室是让射线粒子周围形成气泡来显示径迹；盖革－米勒计数器产生脉冲放电显示径迹.典例精析例1D[在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因质量较大，飞行时不易改变方向，所以径迹直而粗，故只有D正确.]二、知识梳理1.其他粒子新原子核2.质量数电荷数3.卢瑟福42He＋147N―→178O＋11H深度思考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.典例精析例2(1)2311Na＋42He→2612Mg＋11H；(2)2713Al＋42He→3015P＋10n；(3)168O＋10n→167N＋11H；(4)3014Si＋11H→3015P＋10n.三、知识梳理1.放射性2.42He＋2713Al―→3015P＋10n四、知识梳理1.γγγ遗传基因2.示踪原子3.过量放射性物质深度思考原子核的人工转变是指在其他粒子轰击下变成新核的过程，放射性元素的衰变是指核自动转化为新核的过程.典例精析例3D[β或α射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电积累，选项A错误；β射线或γ射线的穿透性强，可以用来辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等，选项B、C错误；放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子，选项D 正确.]对点检测自查自纠1.AB[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，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短且直，即B选项正确；由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，所以C选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，D错.]2.C[根据质量数和电荷数守恒可得：9Be＋42He→126C＋X，X是中子10n，419F＋Y→168O＋42He，Y是质子11H，故A、B、D错误，C正确.]93.D[依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确.]4.(1)B(2)β(3)示踪原子[解析](1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失.(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚的铝板和几毫米厚的铝板打在探测器上很难分辨.β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨.(3)把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质.这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律.人们把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.。

第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护学习目标核心提炼1.知道射线粒子使气体或者液体电离、使照相底片感光、使荧光物质产生荧光。

3个方法——云室气泡室盖革—米勒计数器1个概念——放射性同位素2.了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。

3.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。

4.知道核反应及其遵循的规律。

5.了解放射性在生产和科学领域的应用，知道射线的危害及防护。

一、探测射线的方法阅读教材第73～75页内容，了解探测射线的几种方法。

1.探测方法(1)组成射线的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸汽会产生雾滴，过热液体会产生气泡。

(2)射线能使照相乳胶感光。

(3)射线能使荧光物质产生荧光。

2.探测仪器(1)威耳逊云室①原理：当酒精蒸汽达到过饱和状态，粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸汽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(2)气泡室：气泡室里装的是液体，如液态氢。

粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹。

(3)盖革—米勒计数器①优点：G－M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。

②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类。

思考判断(1)威尔逊云室可以显示α粒子和β粒子的径迹。

()(2)高速β粒子在威尔逊云室中的径迹又短又粗而且是弯曲的。

()(3)G－M计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。

() [答案](1)√(2)×(3)×二、核反应和人工放射性同位素阅读教材第76～77页内容，知道核反应遵循的规律，会书写核反应方程。

1.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。

(2)原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程14 7N＋42 He―→17 8O＋11H。

(3)遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。

2.人工放射性同位素(1)放射性同位素：具有放射性的同位素。

课后训练1．下列关于一些物理学史的说法中，正确的是()A．卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说B．汤姆孙在α粒子散射实验中发现了电子C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说2．对放射性的应用，下列说法中正确的是()A．射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体正常细胞不会有伤害作用B．对有放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的3．有关放射性同位素3015P的下列说法，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．3015P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响4．α粒子轰击硼10后，生成氮13，放出X粒子，而氮13是不稳定的，它放出Y粒子后变成碳13，那么X粒子和Y粒子分别是()A．质子和中子B．质子和正电子C．中子和负电子D．中子和正电子5．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6．下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。

在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间A．钋210C．钴60 D．锶907．如图所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，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。

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 ________。

探测射线的方法放射性的应用与防护基础达标1．(多选)利用威尔逊云室探测射线，下列说法正确的 ( )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α射线C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ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，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A选项正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，即B选项正确，由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C 选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，所以D选项错误．【答案】AB2．盖革—米勒计数器对下列哪种粒子计数( )A．α粒子 B．β粒子C．γ粒子 D．三种粒子均可【解析】盖革—米勒计数器灵敏度很高，可以对α、β、γ三种射线计数，只是不能区分它们，故D项正确．【答案】 D3．现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修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( )A．威尔逊云室B．气泡室C．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．【答案】 C4．美国医生用123I对老布什总统诊断，使其很快恢复健康.123I的特性是( )A．半衰期长，并迅速从体内清除B．半衰期长，并缓慢从体内清除C．半衰期短，并迅速从体内清除D．半衰期短，并缓慢从体内清除【解析】在人体内作为示踪原子应该半衰期短，并能迅速从体内清除，以减小危害和遗留．【答案】 C5．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有( )A．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到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使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种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伤害【解析】利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出．γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视．作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种．用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量．【答案】 D6．下面列出的是一些核反应方程：3015P→3014Si ＋X ，94Be ＋21H→10 5B ＋Y ，42He ＋42He→73Li ＋Z ，其中( )A ．X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子B ．X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子C ．X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子D ．X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子【解析】 依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D 正确．【答案】 D7．完成下列各核反应方程(1)10 5B ＋42He ―→13 7N ＋( )(2)94Be ＋( )―→12 6C ＋10n(3)2713Al ＋( )―→2712Mg ＋11H(4)14 7N ＋42He→17 8O ＋( )(5)238 92U ―→234 90Th ＋( )(6)2311Na ＋( )―→2411Na ＋11H(7)2713Al ＋42He→10n ＋( )；3015P→3014Si ＋( )【答案】 (1)10 5B ＋42He ―→13 7N ＋10n(2)94Be ＋42He ―→12 6C ＋10n(3)2713Al ＋10n ―→2712Mg ＋11H(4)14 7N ＋42He→17 8O ＋11H(5)238 92U ―→234 90Th ＋42He(6)2311Na ＋21H ―→2411Na ＋11H(7)2713Al ＋42He→10n ＋3015P(磷30放射性同位素)3015P→3014Si ＋01e(正电子)8．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．【答案】 (1)2311Na ＋42He→2612Mg ＋11H ；(2)2713Al ＋42He→3015P ＋10n ；(3)16 8O ＋10n→16 7N ＋11H ；(4)3014Si ＋11H→3015P ＋10n.能力提升1.如右图所示，X 为未知的放射源，L 为薄铝片，若在放射源和盖革—米勒计数器之间加上L 后，计数器的计数率大幅度减小；再在L 和计数器之间再加垂直纸面向下的匀强磁场，计数器的计数率不变．则X 可能是( )A ．α和β的混合放射源B ．纯α放射源C ．α和γ的混合放射源D ．纯γ放射源【解析】 此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力，正确理解计数器的计数率的含义是解决本题的关键．在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，如图所示是原子核人工转变实验装置示意图，A是α粒子源，是荧光屏，在容器中充入氮气后，屏粒子轰击氮核后产生的某种粒子射到屏上产生的上打出的某种粒子射到屏上产生的射线射到屏上产生的该实验的核反应方程是14 7N＋42He→17 8O＋11H这是原子核的第一次人工转变，世界第一次发现质子的实验，而本题出现的闪光是粒子从氮核里打出的质子穿过铝箔射到屏上产生的．．某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可，并总结出它们的几种用途.同位素放射线半衰期90β28年。

探测射线的方法放射性的应用与防护时间：45分钟一、选择题(1～5题为单选，6～10题为多选)1．关于气泡室，下列说法错误的是( D )A．气泡室里装的是液体B．气泡室的工作原理是刚开始压强很大，以后压强突然降低，液体沸点变低，粒子通过液体时在它周围有气泡生成C．气泡室的原理同云室相似D．粒子在气泡室中运行轨迹可用来分析带电粒子动能等情况，不能用来分析动量解析：根据气泡室的工作原理可知选项A、B、C正确．把气泡室放在磁场中，粒子在洛伦兹力的作用下径迹为曲线，根据照片可分析粒子的带电情况、动量和能量，故选项D错误．2．下列关于盖革—米勒计数器的说法错误的是( B )A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线的电离作用强，而γ射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β、γ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 μs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；如果两个粒子射来的时间间隔小于200 μs，计数器不能区分，故选项D正确．3.如图所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中A是放射性物质，F是铝箔，S为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是( C )A．α粒子射到屏上产生的B．α粒子从F打出的粒子射到屏上产生的C．α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的D．放射性物质放出的γ射线射到屏上产生的解析：α粒子贯穿本领弱，被铝箔挡住，所以看到的亮点是α粒子击中氮核后新产生的粒子产生的，而不是α粒子产生的，另外α粒子击中氮核后产生的是质子，而不是γ射线，所以选项C正确．4.如图所示为离子式烟雾火警报警的原理图，在网罩内有电极a和b，通过外电路对两电极供电，左侧的c是放射性同位素镅241 95Am，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子而变成镎237.产生的这种新粒子很容易使空气电离，形成强电流．当发生火灾时烟雾进入网罩内，烟的颗粒吸收空气中的离子和镅放射出来的新粒子，导致电流变化，报警器检测到这种变化，发出报警，那么下列关于这种报警器的说法中正确的是( B )A．镅放射出的是α粒子，有烟雾时电流增强B．镅放射出的是α粒子，有烟雾时电流减小C．镅放射出的是β粒子，有烟雾时电流增强D．镅放射出的是β粒子，有烟雾时电流减小解析：新粒子很容易使空气电离，烟雾进入网罩即被吸收，可见穿透能力差电离本领强，故可推断放射出的粒子为α粒子．由于粒子被烟雾吸收后，必导致电流减小，故选B.5．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线.元素射线半衰期钋210α138天氡222β 3.8天锶90β28年铀238α、β、γ 4.5×109年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α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β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．6．一个质子以1.4×107m/s的速度撞入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( AD )A．核反应方程为2713Al＋11H→2814SiB．核反应方程为2714Al＋11H→2714Si＋10nC．硅原子核速度的数量级为107 m/sD．硅原子核速度的数量级为105 m/s解析：核反应方程为2713Al＋11H→2814Si，由动量守恒定律得m×1.4×107＝28mv′，解得v′＝5×105 m/s，因此选项A、D正确．7．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．8．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( AD )A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误．9．防止放射性污染的防护措施有( ACD )A．将废弃的放射性物质进行深埋B．将废弃的放射性物质倒在下水道里C．接触放射性物质的人员穿上铅防护服D．严格和准确控制放射性物质的放射剂量解析：为了有效地防止放射性污染，废弃的放射性物质必须深埋，不能倒入下水道中，使用时严格和准确地控制放射性物质的剂量，接触放射性物质的人员需穿上防护服，故A、C、D正确，B错误．10．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的( ABD )A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，论断甲状腺的器质性和功能性疾病解析：利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．二、非选择题11．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co的衰变来验证，其核反应是6027Co―→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数A是60，核电荷数Z是28.(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，那么衰变过程将违背动量守恒定律．(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起基因突变．从而产生可遗传的变异．解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：6027Co―→6028Ni＋0－1e＋νe，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．12．同位素这个概念是1913年英国科学家索迪(1877—1956)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种以上，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234 90Th(钍)→234Pa(镤)＋0－1e(电子)，则234Pa原子核里的中子数应为143.(2)1934年，科学家在用α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α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．①写出α粒子轰击铝箔(2713Al)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的不同点(请答3点)．②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．答案：①2713Al＋42He→3015P＋10n 不同点见解析②3015P→3014Si＋01e解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，可知234Pa中质子数为91，则中子数为234－91＝143.(2)①铝核被α粒子击中后产生中子的反应为2713Al＋42He→3015P＋10n，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，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，化学反应前后则是元素种类不变)；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；②3015P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3015P→3014Si＋01e.。