B物质的放射性及其应用
第十九章 第3节、第4节
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。
放射性物质
放射性物质
• 定义：某些物质的原子核能发生衰变， 放出我们肉眼看不见也感觉不到，只 能用专门的仪器才能探测到的射线， 物质的这种性质叫放射性。 放射性物 质是那些能自然的向外辐射能量，发 出射线的物质。一般都是原子质量很 高的金属，像钚 ，铀，等。
• 性质：放射性强度是放射性物质的固 有属性，只和放射性质的多少（浓度） 有关，与外界条件无关。
放射物的分类
放射性物质放出的射线有四种： α射线
β射线 γ射线 中子流
α射线
Α射线是带正电的粒子流，带两个单位的正电 荷电离能力很强；射程很短。在空气中一般不 超过2-12cm;穿透能力很弱，用一张纸、衣服 或几十厘米的空气就能挡住。但因其电力能力
强，一旦进入体内会引起较大的伤害。
β射线
β射线是高速运转的电子流，由于它的速 度高，所以它的能量也比较大，穿透能 力强，但可被几毫米厚的铝片、塑料板 挡住。β射线的电离能力较弱。
• 4易燃性：放射性物品除具有放射性外，多 数具有易燃性，有的燃烧十分强烈，甚至 引起爆炸，污染环境。如独居石。
• 5辐射性生物效应：放射性也能损伤遗传物 品，主要在于引起基因突变和染色体畸变， 使一代甚至几代受害放射性污染.
这就是放射的灾难。。畸形了吧
辐射 怎么办~~~
• 辐射对我们影响很大， 但有几个方法可以预 防：第一喝绿茶，第 二吃青菜、萝卜，第 三吃螺旋藻，第四吃 藻复康。藻复康是最 好的。根据自己的经 济条件选择一种，实 在不行就吃青菜萝卜。 辐射是每个人都会接 触到的。国际上提出 了警告：千万不要把 电器放在卧室内。
• ▲4.遇到燃烧爆炸可能危及放射性物质安全时， 应迅速转移至安全处，并派专人看管。
• 从体外接受的照射叫做外照射；放射性物 质通过饮食、呼吸或伤口进入体内，则产 生内照射。无论是外照射还是内照射，放 射性物质通过发出的射线照射人体，损伤 细胞，从而造成两类伤害：一类叫做确定 性效应，如各种类型的放射病、脱发、呕 吐、生育障碍等如各种类型的放射病、脱 发、呕吐、生育障碍等
a衰变和b衰变的方程式
a衰变和b衰变的方程式A衰变和B衰变是核物理学中两种常见的衰变过程，具有重要的理论和实践应用价值。
本文将介绍A衰变和B衰变的方程式，并探讨其特点与应用。
A衰变是指一些原子核放射出一个α粒子的过程，其中α粒子是由两个质子和两个中子组成的氦核。
A衰变的方程式可以表示为：X(A,Z)→Y(A-4,Z-2)+α(4,2)其中X和Y分别表示原子核的起始和结束状态，A和Z分别表示核的质量数和原子序数。
以锎-252（Cf-252）的衰变为例，其衰变方程式为：Cf-252→Es-248+α(4,2)这个方程式表示每个锎-252原子核发生衰变时将放射出一个α粒子，产生锿-248（Es-248）原子核。
B衰变是指一些原子核放射出一个β粒子的过程，其中β粒子是电子（β-衰变）或正电子（β+衰变）。
B衰变的方程式可以表示为：X(A,Z)→Y(A,Z±1)+β±(0,±1)+ν(0,0)其中X和Y分别表示原子核的起始和结束状态，A和Z分别表示核的质量数和原子序数，β±表示带正负电荷的核子，而ν表示中微子（无电荷粒子）。
以钴-60（Co-60）的衰变为例，其衰变方程式为：Co-60→Ni-60+β-(0,-1)+ν(0,0)这个方程式表示每个钴-60原子核发生衰变时将放射出一个负电β粒子，产生镍-60（Ni-60）原子核。
A衰变和B衰变的方程式反映了原子核的物质和能量转化过程，具有以下特点与应用：1.放射性衰变：A和B衰变都是放射性衰变的过程，通过放射性衰变，原子核的结构得以调整，以达到更稳定的状态。
这对于研究原子核稳定性、放射性同位素的性质、核反应等具有重要意义。
2.放射性示踪：放射性同位素的α和β衰变为核物理学的实验研究提供了极为重要的工具。
通过追踪放射性同位素的衰变过程，可以研究示踪剂在生物体内的代谢过程、物质的迁移、环境监测等。
3.放射治疗：放射性同位素的衰变释放的能量有助于治疗一些疾病，例如在肿瘤治疗中，通过向肿瘤部位注射放射性同位素来杀灭癌细胞，达到治疗肿瘤的效果。
放射性物质介绍
2
1. 放射性物质的种类
1.3 实验用放射性同位素 Am241、Co60、Cs137等 1.4 低活性放射性同位素 如： • 用于检测器的辐射源 • 烟雾检测器 • 校准用辐射源圆盘 1.5 工业用放射源 • 测井辐射源 • 测井卡车 • 测井辐射源的容器 • 具有辐射源的测井探头 • 受污染金属废料
放射性物质介绍
1. 放射性物质的种类 2. 放射性物质的分布 3. 常见的可能含有放射性物质的物品 4.放射性物质的运输 5.辐射基础知识简介以及辐射 对人体健康的影响
1
1.放射性物质的种类
1.1 受控核武器材料： • 铀235 • 铀233 • 钚239 • 核原料供应国集团定义的其他材料 1.2 辐射发散装置（RDD） 除了核爆炸装置之外专门设计采用辐射材料的任何 装置，包括任何武器或设备，通过传播这些材料并 通过其衰变产生辐射来造成破坏、损伤或伤害。” ”
9
5.2 可用于检测的辐射射线及其特性
唯一可用于检测和鉴别的辐射是穿透性辐射： 伽马射线 • 伽玛射线穿透力强，铅等重金属可有效屏蔽。 • 伽马射线必须有唯一的能量来确定辐射材料 中子射线 • 中子不带电荷，因此具有穿透性 • 中子被含氢的物质所屏蔽，例如水或石蜡 • 中子不能用作为确定辐射材料的唯一手段 • 常见的中子源: • 钚-240 (Pu-240) 在钚中总是污染物 • 锎-252 (Cf-252) 是石油勘探中使用的一种天然中子辐射源 • 镅/铍(“AmBe”) 是筑路和工程人员使用的放射源 • 罐装的六氟化铀用作制造核燃料的原料
• • • • • • • • 5.1四种常见的射线 5.2 可用于检测的辐射射线及其特性 5.3 特殊的核材料 5.4 放射性半衰期 5.5 辐射量和单位 5.6 天然本底 5.7 辐射暴露限度 5.8 辐射保护的基本概念(切记时间、距离和屏蔽)
放射源讲义一
β射线
• 由放射性同位素（如32P、35S等）衰变时放出来 带负电荷的粒子。在空气中射程短，穿透力弱。 在生物体内的电离作用较γ射线、x射线强。β射线 是高速运动的电子流0/-1e，贯穿能力很强，电离 作用弱，本来物理世界里没有左右之分的，但β射 线却有左右之分。在β衰变过程当中，放射性原子 核通过发射电子和中微子转变为另一种核，产物 中的电子就被称为β粒子。在正β衰变中，原子核 内一个质子转变为一个中子，同时释放一个正电 子，在“负β衰变”中，原子核内一个中子转变为 一个质子，同时释放一个电子，即β粒子。
放射性原子核能以不同的 形式进行衰变以使自身达到更 稳定的状态。
1）α衰变：处于激发态的放射性核
素（X)，自发地放出α粒子，而转 变成另一种原子核（Y)的过程，称 为α衰变。
a衰变
238U → 234Th + 4He + Q a粒子得到大部分衰变能， a粒 子含2个质子，2个中子
+
+
+
++
+
+
• 各种射线，由于电离密度不同，生物效应 是不同的，所引起的变异率也有差别。为 了获得较高的有利突变，必须选择适当的 射线，但由于射线来源、设备条件和安全 等因素，目前最常用的是γ射线和x射线。
• 可见光，红外线，紫外线等，是由源自外 层电子引起。伦琴射线由内层电子引起。 γ射线是由原子核引起。
g射线与X射线、b射线与电子束的区别
g衰变特点： 1.从原子核中发射出光子 2.常常在 a 或 b 衰变后核子从激发态 退激时发生 3.产生的射线能量离散 4.可以通过测量光子能量来区分母体的核 素类别
放射化学基础试题及答案
放射化学基础试题及答案一、单选题（每题2分，共20分）1. 放射化学是研究什么的科学？A. 辐射防护B. 放射性物质的化学性质C. 放射性物质的物理性质D. 放射性物质的生物效应答案：B2. 放射性衰变过程中，下列哪种粒子不会发生改变？A. 质子B. 中子C. 电子D. 原子核答案：C3. 放射性物质的半衰期是指什么？A. 放射性物质减少一半所需的时间B. 放射性物质完全消失所需的时间C. 放射性物质释放能量所需的时间D. 放射性物质发生化学反应所需的时间答案：A4. 下列哪种元素不具有放射性？A. 铀B. 钍C. 铅D. 氡答案：C5. 放射性同位素的标记通常用于什么领域？A. 医学诊断B. 食品加工C. 核能发电D. 军事应用答案：A6. 放射性物质的衰变速率与什么有关？A. 温度B. 压力C. 物质的化学状态D. 物质的物理状态答案：C7. 哪种类型的辐射可以穿透人体？A. α辐射B. β辐射C. γ辐射D. X射线答案：C8. 放射性物质的衰变是随机事件，这意味着什么？A. 可以预测单个原子衰变的时间B. 可以预测大量原子衰变的时间C. 无法预测单个原子衰变的时间D. 无法预测大量原子衰变的时间答案：C9. 放射性物质的衰变产物通常是什么？A. 稳定的同位素B. 放射性同位素C. 非放射性元素D. 放射性元素答案：B10. 放射性物质的衰变过程中，能量的释放形式是什么？A. 光能B. 热能C. 电能D. 核能答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 放射性物质的半衰期是指放射性物质的量减少到初始量的______所需的时间。
答案：一半2. 放射性物质的衰变速率与原子核的______有关。
答案：结构3. 放射性物质的衰变过程中，能量的释放形式主要是______。
答案：核能4. 放射性同位素的标记在医学诊断中常用于______。
答案：示踪5. α辐射的穿透能力最弱，但对______的电离能力最强。
B物质的放射性及其应用
射线 组成 带电 电荷 质量 速率 贯穿 电离
种类
性质 量
本领 作用
α射线
4 2
He
正电
1
2e
4mH
c 10
很弱 很强
β射线
0 1
e
负电
e
极小 接近c 较强 较弱
γ射线 光子不带电 0 极小 光速c 很强 很弱
α 、β、γ三种射线都是从原子核里放射出 来的。放射性元素的原子核有的放射α射线，有 的放射β射线，γ射线伴随着α 、β射线放出， 有的同时放射三种射线的。
ห้องสมุดไป่ตู้ (2)衰变公式
未衰如变果（用剩N余0表）示的原原子来核的数原，子T核表数示，半N衰t表期示，t时那刻么还
1t Nt N0(2)T
如果用M0表示原来的原子的总质量，Mt表示t时刻
还未衰变（剩余）的原子的总质量，那么
Mt
M
0
(
1 2
)
t T
四、放射线的探测仪
1、云室 2、盖革-米勒计数器 3、其他： 半导体探测器、多丝正比 室、气泡室等
三、放射性元素的衰变
1、原子核的衰变：原子核由于放出某种粒子而转变 为新核的变化。
X 2、原子核的符号： A Z X为元素符号 Z为原子核的电荷数（即质子数或原子序数） A为原子核的质量数（即质子数+中子数）
3、衰变过程遵守的原则：电荷数和质量数都守恒
（1）α衰变：原子核放出一个α粒子，原子序数
（核电荷数）就比原来少2，而质量数少4。
例如：
U 238
92
234 90
Th
4 2
He
写成一般式为：
M Z
X
M 4 Z 2
辐射防护规定
中华人民共和国辐射防护规定导读：1.1为了保障放射工作人员和广大公众的安全与健康、保护环境，促进核科学技术、核能和其他辐射应用事业的发展，制定本规定。
1.2伴有辐射照射的一切实践和设施的选址、设计、运行和退役，都必须遵守本规定。
1.3开展伴有辐射照射的实践以及设施的新建、扩建、改建和退役，必须按照国家有关规定，事先向主管部门和环境保护部门提交辐射防护和环境影响报告书，经审查批准后方可实施。
1总则1.1为了保障放射工作人员和广大公众的安全与健康、保护环境，促进核科学技术、核能和其他辐射应用事业的发展，制定本规定。
1.2伴有辐射照射的一切实践和设施的选址、设计、运行和退役，都必须遵守本规定。
1.3开展伴有辐射照射的实践以及设施的新建、扩建、改建和退役，必须按照国家有关规定，事先向主管部门和环境保护部门提交辐射防护和环境影响报告书，经审查批准后方可实施。
在假设中必须做到辐射防护和环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。
1.4符合附录C所列豁免限值的实践和设施，可免于办理1.3条中规定的手续。
1.5从事下列实践活动必须事前得到批准后方可进行。
A、给人服用或向人体注射放射性物质，以及对人施行辐射照射。
B、玩具中含有放射性物质。
C、在医用产品、化妆品和家用产品（附录C3所列的除外）的加工生产中添加放射性物质。
D、销售经辐射保鲜或保存的食品。
1.6一切伴有辐射照射的实践和设施，都应当符合实践的正当性和辐射防护最优化原则，并确保个人所受的照射低于相应的剂量限值。
1.7从事辐射工作的单位应设置独立于生产运行部门的辐射防护和环境保护机构（或专、兼职人员）。
这些机构应接受主管部门和所在省市自治区辐射防护和环境保护部门的监督和指导。
1.8辐射工作单位保鲜建立辐射防护和环境防护的岗位责任制，建立职工安全防护教育和培训考核制度，认真执行和字据遵守有关辐射防护和环境保护的规定，防止各类辐射事故的发生。
从事辐射工作的人员，必须具备辐射防护基本知识，理解辐射防护最优化的基本原则，熟悉辐射防护方面的规章制度，并经过培训考核取得辐射工作人员合格证后方可参加工作。
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速度 贯穿本领
接近于 c/10
很小
接近c 很大
光速c 最强
电离能力 共同特性
很强
很小
Hale Waihona Puke 最小能使底片感光、具有杀菌、破坏种子发 芽的能力实，用文使档某些化合物产生荧光
怎样探测放射线呢？
实用文档
根据一些现象来探知放射线， 这些现象主要是：
使气体电离
使照相底片 感光
使荧光物质 产生荧光
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三、常用的探测仪器： 云室、电离室、计数器、 气泡室、乳胶照相。
a、放半射衰性期元—素—的放原射子性核元每素过的相原同子核
有时半间数就发有生一衰半变衰需变要了的。时间。 " " 如：铀 238U4.51109年
234U2.44105年
镭 226Ra106镤2年 234Pa1.17分
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m/m0
1
1 2
1
14
8
0 T 2T 3T
t
b、规律：
m剩 =
m0
1 2
粮 食 放射线 保 测厚仪 存 实用文档
2、示踪原子： 农作物检测
如：利用3 2 P 研究作物对磷 肥的吸收情况。
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3、放射性衰变规律 的应用：
地质勘探、考古
地层 断面
楼兰 考古
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防护
金属对射线有屏蔽作用。 使用肥皂、大量清水。
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核反应堆外层用 厚厚的水泥来防止 放射线的外泄
辐射源的存放
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天然放射场
• 地球近地表环境的天然放射场主 要是由岩石圈、水圈和大气圈的 各种天然放射性同位素引起的。
• 由于宇宙射线的粒子与地球物质 的原子核相互作用产生放射性同 位素，如147C。
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四、放射性元素的衰变：
1、原子核放出某种射线而转变 为新核的现象。
α衰变：29328U
（是能量）
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电离能力 贯穿本领
α射线： 强 β射线： 较 弱 γ射线： 最 弱
弱 较弱
最强
共性：使气体电离、使底片感 光、使荧光物质发光
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铝 铅 混凝土
中子
穿透本领
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三种射线都是从原子核中放 射出来的。
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二、三种射线：
α射线
β射线
γ射线
成份
氦原子核42He 电子流-01e 光子流
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威耳孙云室 观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
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威耳孙云室 观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
射线径迹
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射线径迹
径迹的长短和粗细 可以知道粒子的性 质；粒子轨迹的弯 曲方向可以知道粒 子带电的正负。
盖革－弥勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作 研制出的计数器用来检测放射性是非常方便的， 盖革管的结构如图所示：
t
τ
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半衰期由原子核内部本 身的因素决定，与原子所处 的物理状态和化学状态无关。
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一般：Z>83的 如：铀U、钋Po、镭Ra、
钍Th、锕Ac （碳-14） 4、放射性的发现 —揭示了原子核实用文有档 复杂结构。
放射线的研究
卢瑟福利 用电磁场 研究射线
γ α
β
-+
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二、三种射线：
α射线：高速运动的α粒
子流。H
2 e
β射线：高速运动的电子
流。10 e
γ射线：高频的γ光子流。
4 2
He
23940Th
β衰变：23940Th
10 e
234 91
Pa
(质量数、电荷数守恒）
α、β衰变过程中往往伴随着γ 射线（能量释放）
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一次衰变只能放出α、β两者 中的一种，不能同时放出α、 β粒子。
原子核能放出β粒子（电 子），原子核里面的电子是 哪里来的？
01n11H10e
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2、半衰期：
B 物质的放射性 及其应用
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1896年【法】贝克勒尔 ——铀能发出某种射线
放大了
1000倍的 铀矿石
可穿透黑纸 使照相底片
居里感夫光妇—— 钋PO 镭Ra
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一、天然放射现象：
1、原子核自发地放出射线的现象。
2、物质能自发地放出射线的性质叫 做放射性。 3、具有放射性的元素叫放射性元素。
窗口
阴极
阳极
粒子
接放 大器
实用文档
射线使空气电离
α射线 径迹
径迹粗 而短
β射线 径迹
径迹细 而长
实用文档
气泡室里当压
强突然降低时，室
内液体的沸点降低 气泡室
因此液体过热，室
内的射线粒子周围
就有气泡形成．通
过照片上记录的情
况，可以分析粒子
的带电、动量、能
量等情况．
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四、放射性的应用：
1、射线应用： γ探伤、消除有害静电 培育新种、保存食物 治疗恶性肿瘤、灭菌消毒