探測射線的方法-放射性的應(yīng)用與防護(hù) 1

1、第十九章　原　子　核第3節(jié)　探測射線的方法第4節(jié)　放射性的應(yīng)用與防護(hù)課前導(dǎo)讀,欄目鏈接,神奇的γ刀γ刀技術(shù)是在立體定向技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的治療方法，它是利用γ射線束，通過立體定向技術(shù)聚焦在腦內(nèi)一個(gè)靶目標(biāo)點(diǎn)，使該靶點(diǎn)處的腦組織或腦瘤組織細(xì)胞遭到毀損或被殺死而達(dá)到治療目的．因臨床治療有刀的效果故被稱為γ刀手術(shù)，是一種非侵入性治療手段．首臺(tái)原型機(jī)于1951年開始研究，主要設(shè)備是一臺(tái)300 kV深部X射線機(jī)，后因劑量學(xué)特性不能滿足

2、要求而放棄；1968年正式投,欄目鏈接,入使用的設(shè)備是采用179個(gè)聚焦于同中心的多源鈷60機(jī)，它產(chǎn)生縫隙狀射線“切割”病變組織，故有γ刀之稱．γ刀用于多種腦部疾患的治療，包括：腦血管疾病，如動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形(AVM)；外科手術(shù)不可切除的腦瘤，術(shù)后殘存腫瘤，年老及健康狀況不適于手術(shù)的腦瘤(如聽神經(jīng)瘤、垂體瘤、松果體瘤、顱咽管瘤、腦膜瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤等)；功能性疾病(如三叉神經(jīng)痛、震顫麻痹和其他運(yùn)動(dòng)障礙性疾病等)．,,欄目鏈接,欄目鏈接,1．

3、威耳遜云室．(1)原理：粒子在云室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的氣體分子________，________酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出射線和徑跡．(2)粒子徑跡：①α粒子的質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變________．由于它的電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子________，所以它在云室中的徑跡直而粗．,欄目鏈接,1 探測射線的方法,電離,飽和,方向,多,②β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)容易改變________．并且

4、________本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子________，所以它在云室中的徑跡比較________，而且常常________． ③γ粒子的電離本領(lǐng)________，在云室中一般看不到它的徑跡． (3)氣泡室：氣泡室原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是過熱液體，如液態(tài)氫．,欄目鏈接,方向,電離,少,細(xì),彎曲,更小,(4)蓋革—米勒計(jì)數(shù)器：G—M計(jì)數(shù)器非常靈敏，用它推測射線十分方便．但不同的射線產(chǎn)生的脈

5、沖現(xiàn)象__________，因此只能用來計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的________．2．核反應(yīng)．原子核在其他粒子的轟擊下生成________的過程，人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，是盧瑟福用________轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，該核反應(yīng)方程為__________________，這也使人們發(fā)現(xiàn)了________．,欄目鏈接,相同,種類,新原子核,質(zhì)子,α粒子,3．人工放射性同位素．放射性同位素有________放射性同位素

6、和________放射性同位素兩種，它們的化學(xué)性質(zhì)________．居里夫人發(fā)現(xiàn)的放射性磷P是________放射性同位素，其核反應(yīng)方程為________________．人造放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)是：________容易控制，__________容易處理，可以制成各種所需的形狀．,欄目鏈接,天然,人造,相同,人造,放射強(qiáng)度,放射性廢料,1．利用射線．利用α射線具有很強(qiáng)的________作用，可以消除有害靜電；利用γ射線很強(qiáng)的______

7、__本領(lǐng)，工業(yè)用來探傷；另外在醫(yī)療、生物育種、保鮮方面也有廣泛應(yīng)用．2．作示蹤原子．同位素具有相同的________性質(zhì)，可用放射性同位素代替非放射性同位素做________原子．,欄目鏈接,2 放射性同位素的應(yīng)用,電離,穿透,化學(xué),示蹤,3．放射性防護(hù)．放射性對人體組織是有傷害作用的，要防止放射物質(zhì)對水源、空氣、用具、工作場所的污染．,欄目鏈接,欄目鏈接,1 探測射線的方法與儀器,欄目鏈接,1．方法．探測放射線的

8、方法主要是利用放射線粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來探知放射線的存在，這些現(xiàn)象主要是：(1)使氣體電離，這些離子可使過飽和汽產(chǎn)生云霧或使過熱液體產(chǎn)生氣泡；(2)使照相底片感光；(3)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光．,欄目鏈接,,欄目鏈接,(2)原理． 實(shí)驗(yàn)時(shí)，在云室內(nèi)加一些酒精，使室內(nèi)充滿飽和汽．然后使活塞迅速向下移動(dòng)一段距離，室內(nèi)氣體由于突然膨脹而溫度降低，使酒精的飽和汽處于飽和狀態(tài)．這時(shí)如果有能量較高的粒子從室內(nèi)氣體

9、中飛過，就會(huì)使沿途的氣體分子電離產(chǎn)生離子，過飽和汽便以這些離子為核心凝成一條霧跡． (3)放射線在云室中的徑跡．,欄目鏈接,①α粒子的質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向．由于它的電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗． ②β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以它在云室中的徑跡比較細(xì)，而且常常彎曲． ③γ粒子的電離本領(lǐng)更

10、小，在云室中一般看不到它的徑跡．,欄目鏈接,④根據(jù)徑跡的長短和粗細(xì)，可以知道粒子的性質(zhì)．把云室放在磁場中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向，還可以知道粒子所帶電荷的正負(fù)． 3．氣泡室． 氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液體，如液態(tài)氫．控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使溫度略低于液體的沸點(diǎn)．當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，因此液體過熱，粒子通過液體時(shí)在它的周圍就有氣泡形成．,欄目

11、鏈接,,欄目鏈接,(2)原理． 當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生的電子在電場中被加速，能量越來越大，電子跟管中的氣體分子碰撞時(shí)，又使氣體分子電離，產(chǎn)生電子……這樣，一個(gè)粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子．這些電子到達(dá)陽極，陽離子到達(dá)陰極，在電路中就產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來．,,欄目鏈接,(3)優(yōu)缺點(diǎn)． ①優(yōu)點(diǎn)：放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它來檢測放射性是很方便的

12、． ②缺點(diǎn)：它對于不同的射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此只用來計(jì)數(shù)，而不能區(qū)分射線的種類．如果同時(shí)有大量粒子，或兩個(gè)粒子射來的時(shí)間間隔很短(小于200 μs)時(shí)，也不能區(qū)分它們．,,欄目鏈接,例1　(雙選)關(guān)于威爾遜云室探測射線，下述正確的是(　　) A．威爾遜云室內(nèi)充滿過飽和蒸汽，射線經(jīng)過時(shí)可顯示出射線運(yùn)動(dòng)的徑跡 B．威爾遜云室中徑跡粗而短的是α射線 C．威爾遜云室中徑跡細(xì)而

13、長的是γ射線 D．威爾遜云室中顯示粒子徑跡原因是電離，所以無法由徑跡判斷射線所帶電荷的正負(fù),,欄目鏈接,解析：云室內(nèi)充滿過飽和蒸汽，射線經(jīng)過時(shí)把氣體電離，過飽和蒸汽以離子為核心凝結(jié)成霧滴，霧滴沿射線的路線排列，顯示出射線的徑跡，故A選項(xiàng)正確；由于α粒子的電離本領(lǐng)大，貫穿本領(lǐng)小，所以α射線在云室中的徑跡粗而短，即B選項(xiàng)正確；由于γ射線的電離本領(lǐng)很弱，所以在云室中一般看不到它的徑跡，而細(xì)長徑跡是β射線的，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；把云室

14、放在磁場中，由射線徑跡的彎曲方向就可以判斷射線所帶電荷的正負(fù)，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：AB,變 式遷 移,,欄目鏈接,1．(雙選)用蓋革—米勒計(jì)數(shù)器測定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測不到射線.10天后再次測量，測得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說法正確的是(　　)A．放射源射出的是α射線B．放射源射出的是β射線C．這種

15、放射性元素的半衰期是5天D．這種放射性元素的半衰期是2.5天,變 式遷 移,,欄目鏈接,,欄目鏈接,2 核反應(yīng),,欄目鏈接,,欄目鏈接,,欄目鏈接,,欄目鏈接,,欄目鏈接,變 式遷 移,欄目鏈接,欄目鏈接,3 放射性同位素的應(yīng)用,1．放射性同位素．有些元素的同位素具有放射性，叫作放射性同位素．注：天然存在的放射性元素只有四十多種，但人工方法得到的已達(dá)1 000多種，由于人工放射性元素具有半衰期短、放射強(qiáng)

16、度容易控制等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域．2．放射性同位素的應(yīng)用．(1)工業(yè)上使用射線測厚度．,,欄目鏈接,(2)煙霧報(bào)警器． (3)醫(yī)學(xué)放療殺傷癌細(xì)胞． (4)γ射線照射種子，培育優(yōu)良品種，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期． (5)作示蹤原子． 由于放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，如果把放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用

17、放射性探測儀器進(jìn)行,,欄目鏈接,追蹤，就可知道放射性原子通過什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里去，是怎樣分布的了，我們把用作這種用途的放射性同位素叫作示蹤原子． 例如：利用示蹤原子可以檢查輸油管道上的漏油位置．在生物學(xué)研究方面，同位素示蹤技術(shù)也起著十分重要的作用．在給農(nóng)作物施肥時(shí)，在肥料里放一些放射性同位素，這樣可以知道農(nóng)作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料．,,欄目鏈接,3．放射性的污染和防護(hù)． (1)放射性污

18、染． 過量的放射性會(huì)對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用．幾件需要記住的放射性污染事件是： ①1945年美國向日本的廣島和長崎投了兩枚原子彈，當(dāng)時(shí)炸死了十多萬人，另有無數(shù)的平民受到輻射后患有各種疾病，使無辜的平民痛不欲生． ②1987年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的泄露造成了大量人員的傷亡，至今大片領(lǐng)土仍是生物活動(dòng)的禁區(qū)．,,欄目鏈接,③美國在近幾年的兩次地區(qū)沖突(海灣地區(qū)、科索沃地區(qū))中大量使用了

19、含有放射性的貧鈾彈，使許多人患有莫名其妙的疾?。?(2)放射性的防護(hù)． 為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施，例如在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄；用過的核廢粒要放在很厚的重金屬箱內(nèi)，并深埋地下，在生活中對那些有可能有放射性的物質(zhì)要有防范的意識(shí)，盡可能遠(yuǎn)離放射源．,,欄目鏈接,例3　關(guān)于放射性同位素的說法正確的是(　　) A．給農(nóng)作物施肥時(shí)，在

20、肥料里放一些放射性同位素，是因?yàn)檗r(nóng)作物吸收放射性同位素后生長更好 B．輸油管道漏油時(shí)，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y其射線，確定漏油位置 C．天然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用，只是較少，經(jīng)濟(jì)上不劃算 D．放射性元素被植物吸收，其放射性將發(fā)生改變,,欄目鏈接,解析：放射性應(yīng)用的是放射性同位素，因?yàn)槠浜恳卓刂疲プ冎芷诙?，不?huì)對環(huán)境造成永久污染，而天然放射性元素，劑量不易控制、衰變周期長、會(huì)

21、污染環(huán)境，所以不用天然放射元素，C錯(cuò)．放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料．無論植物吸收含放射性元素的肥料，還是無放射性肥料，植物生長都是相同的，A錯(cuò)．放射性是原子核的本身性質(zhì)，與,,欄目鏈接,元素的狀態(tài)、組成等無關(guān)，D錯(cuò)．輸油管道漏油可以利用示蹤原子確定漏油點(diǎn)，B正確．答案：B,變 式遷 移,欄目鏈接,3．(雙選)建筑材料中的放射性物質(zhì)釙(Po)發(fā)生衰變后，生成也