2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、,,,第四節(jié) 放射性的應用與防護,盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮氣后,在熒光屏S上出現(xiàn)了閃光,這表明,有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過鋁箔,撞擊在S屏上,這種粒子肯定是在α粒子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣,盧瑟福通過人工方法實現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變,人類第一次打開了原子核的大門。,一、核反應,α粒子,鋁箔,熒光屏,氮氣,顯微鏡,為了認定新粒子,把新粒子引進電場和磁場,測出了它的質(zhì)量和電量,確認與氫核相同:帶有一個單位的

2、正電量,質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800 多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子.質(zhì)子的符號是 H 或 P在云室里做盧瑟福實驗,還可以根據(jù)徑跡了解整個人工轉(zhuǎn)變的過程.英國物理學家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條α粒子徑跡中,發(fā)現(xiàn)了8條產(chǎn)生分叉的記錄.,分叉情況表明,α粒子擊中氮核后,生成一個新核,同時放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢,徑跡短而粗;質(zhì)子速度大,電量小,故徑跡細而長.根據(jù)核反應中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可以寫出這個發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程

3、并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核.,用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核,也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變,并產(chǎn)生質(zhì)子,說明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分,質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個基本粒子。,原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程,------------核反應,在核反應中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒,核反應:原子核在其他粒子的轟擊    下產(chǎn)生新原子核的過程。,注意:          ?。保朔磻匈|(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒2.核反應是

4、原子核的變化,化學 反應是核外電子的變化,例1:,指出下列核反應中的錯誤并更正:,二、人工放射性同位素,1934年,約里奧·居里和伊麗芙·居里 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷,反應生成物P是磷的一種同位素,自然界沒有天然的 ,它是通過核反應生成的人工放射性同位素。,有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素,與天然的放射性物質(zhì)相比,人造放

5、射性同位素:,1、放射強度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理,(1)利用它的射線,三、放射性同位素的應用,A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強,可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋,所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀.,B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系,來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等,從而實現(xiàn)自動控制,C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導電氣體,以消除化纖、紡織品上的靜電,D、利用射線照

6、射植物,引起植物變異而培育良種,也可以利用它殺菌、治病等,γ射線探傷儀,鈷60,,,利用鈷60的γ射線治療癌癥(放療),,,食物保鮮(延緩發(fā)芽,生長,長期保存),棉花育種,食品保鮮,糧食保存,,,(2)作為示蹤原子:用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥,把磷肥噴在棉花葉子上,磷肥也能被吸收.但是,什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等,用通常的方法很難研究.如果用磷的放射

7、性同位素制成肥料噴在棉花葉面上,然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度,上面的問題就很容易解決.,人體甲狀腺的工作需要碘.碘被吸收后會聚集在甲狀腺內(nèi).給人注射碘的放射性同位素碘131,然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度,有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾?。?,,檢漏、研究機件磨損、診斷疾病、分析生物分子結(jié)構(gòu)等。,原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴重的污染,在利用放射性同位素給病人做“放療”時,如果放射性的劑量過大,

8、皮膚和肉就會潰爛不愈,導致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì),如果不注意也會對人體造成巨大的危害。,四、輻射與安全,過量的放射性會對環(huán)境造成污染,對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用.,20世紀人們在毫無防備的情況下研究放射性,,遭原子彈炸后的廣島,,,,,,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:,檢測輻射裝置,,,,全身污染檢測儀,,輻射檢測系統(tǒng),輻射源的存放,鈾,(1)在核電站的核反應堆外

9、層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄(2)用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi),并埋在深海里(3)在生活中要有防范意識,盡可能遠離放射源,放射性的防護,核反應堆外層的厚厚的水泥建筑,防護,操作放射性物質(zhì)的設(shè)備,在防護狀態(tài)下操作放射性物質(zhì),1930年,德國科學家玻特和貝克用α粒子轟擊輕元素鈹核,發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子,而放出了一種新的射線.這種射線幾乎不能使氣體電離,在電場和磁場中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn),是不帶電的,射線的貫穿能力強,他們認為這是γ射

10、線.經(jīng)檢測,射線的能量在10MeV左右,遠大于天然放射物質(zhì)衰變時發(fā)出的γ射線的能量.,1931年,約里奧夫婦重復了玻特和貝克的實驗,并用這種未知射線去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約5.7 MeV的質(zhì)子.這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn),因為其行為完全不同于γ射線,γ射線只能打出電子而打不出質(zhì)子,γ光子的質(zhì)量近乎0,電子也很輕,光子撞擊電子,使它動起來是合乎常理的,但質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800倍,一顆子彈怎么能撞動一輛汽車呢?如果認為轟擊石蠟的射線是

11、γ射線,那么光子的能量應達55 MeV,這與實際測得的射線能量10 MeV相去甚遠.這射線在向約里奧夫婦招手呼喊:我不是γ射線……!可惜的是,他們擦肩而過,無緣相識。面對55eV與10eV的矛盾 ,他們還是十分牽強地解釋為其它的原因,并于1932年1月11日向巴黎科學院提交了實驗情況和對未知射線判定為γ射線的結(jié)論。,1932年1月底,查得威克得到這一論文,約里奧夫婦的實驗使他心跳,他認為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤,違反能量守恒啊!他敏感到

12、這很可能是導師盧瑟福預言、自己苦苦尋找了12年的中子。他決定用云室的方法探測射線的速度和質(zhì)量。,他先測出射線的速度不到光速的十分之一,排除了是γ射線的可能,又用彈性碰撞動量守恒的方法測出不帶電粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電的粒子不可能是由質(zhì)子和電子組合而成,只能是另一種新的獨立粒子,他稱之為中子。就這樣,僅用了十天時間,成功地證實了這種中性射線就是中子流。他當之無愧地成為“中子之父”,并因此獲1935年諾貝爾物理獎。

13、,,“機遇只偏愛有準備的頭腦”中子的發(fā)現(xiàn),有重大的意義,中子不帶電,用它去轟擊原子核,不受庫侖力的影響,是研究原子核的強有力的“炮彈”。在此以前,可供研究用的“炮彈”只有天然放射元素發(fā)出的α、β、γ三種射線,中子流則是穿透本領(lǐng)更大,轟擊原子核更有效的“炮彈”,人們用它轟擊各種原子核,獲得許許多多人工放射性同位素,用它轟開鈾核,實現(xiàn)了原子能的利用。,問題情景:,為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時間長一些,能在長時間保持新鮮,你有什么

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