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周璐系列课件——原子核

第三节

放射性同位素


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阅读教材并思考下列问题
⑴ 什么是放射性同位素？为什么生产和科研中采
用人造而非天然放射性物质？
⑵ α、β、γ三种放射线对物质的作用各自有何
特点？
⑶ 利用实例分别介绍三种放射线的应用并简要说
明应用原理（或依据）。
⑷ 什么是示踪原子，怎样理解示踪原子的作用？
⑸哪些事件或事物会导致放射性污染？有什么可
怕后果？
⑹对放射性物质有哪些有效的防护措施？


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一、同位素
1、定义：质子数相同，中子数不同的原
子互称同位素．
2、放射性同位素
1934年，约里奥居里和伊丽芙居里夫妇
在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中
子外，还探测到了正电子。让居里夫妇感到
意外的是，拿走放射源以后，铝箔虽不再发
射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放
射形随时间衰减的规律跟天然放射形一样，
也有一定的半衰期。


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铝核被粒子击中后发生了下面的反应：
27
13

Al  He  P  n
4
2

30
15

1
0

反应生成物是磷的一种同位素，它有放射性，
像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电
子。我们用符号表示正电子，于是的衰变反应可写
为：
30
30
0
15
14
1

P  Si  e  v（中微子）

定义：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素。


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说明：用人工方法得到放射性同位素，这是一

个很重要的发现。后来用质子、氘核(21H)、中子和
光子轰击原子核，也得到了各种放射性同位素。天

然放射性同位素只不过六十几种，而今天人工制造
的放射性同位素已达一千多种，每种元素都有了放
射性同位素。放射性同位素在地质、冶金、石油工
业、农业、医学、考古等领域内得到了广泛的应用。


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二、放射性同位素的应用
1、射线的应用：
放射性辐射对物体会产生各种作用，可用
来达到不同目的。
（探测物体质量）γ射线贯
穿性强，可用于金属探伤，也可
用于治疗恶性肿瘤。（工业上）
α、β射线电离性强，用于使空
气电离，将静电泄出，从而消除
有害静电。（农业上）各种射线
均可使DNA发生突变，可用于生
无损γ探伤
物工程，基因工程。


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在医疗上，射线可以使癌细胞受到抑制或死亡，
因此常利用钴60的射线按理治疗肺癌、食道癌等。
射线还可以用于医疗器械的消毒灭菌，处理医院排
出的污水，杀死各种病原体，保护环境卫生。

伽玛辐射仪


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2、示踪原子的应用：
由于放射性元素能放出某种射线，可用探测仪器
对它们进行追踪，因而可利用它们进行踪迹显示。人
们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子。

农业上可利用来研究作物对磷肥的吸收情况，
从而改进施肥方法；工业上用放射性同位素来检测
机件的磨损情况，以便及时更换机件；在半导体制
造工艺中利用示踪原子探测杂质在半导体内的扩散
情况；医学上可利用它来提供生物机体内生理生化
过程的动态信息，反映组织器官的整体或局部功能，
作无损伤的疾病诊断等等。


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3、半衰期的应用：
在地质和考古工作中，利用放射性（如：
放射性同位素碳14）衰变的半衰期来推断地
层或古代文物的年代。
说明：一般都使用人工制造的放射性同
位素（种类齐全，半衰期短，可制成各种形
状，强度容易控制）。


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三、放射线的危害及防护
尽管放射线有着广泛的用途，但它对人体组织
却是有伤害作用的，在使用放射性同位素时必须注
意安全。近年来，随着放射性同位素及射线装置在

工农业、医疗、科研等各个领域的广泛应用，放射
线危害的可能性也在增大。

放射性污染
①核武器
②核泄漏
③放疗过量,矿石中的放射性物质对人体的
危害


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放射性防护
辐射保护的基本方法有时间防护，距离防护，
屏蔽防护（厚水泥层,厚重金属箱）。要防止放射性
物质对水源、空气、用具、工作场地的污染，要防

止射线过多地长时间照射人体。

人造放射性同位素和天然放射性物质的比较
类别

放射强度 制作难度

半衰期 废料处理

人造

易控制

按需所制

短

易

天然

难控制

不能

长

难


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总结：原子核的人工转变
1.卢瑟福发现质子：
14
7

4

N + 2 He

17

O
8

1

H
+1

2.查德威克发现中子：
9
4

4

Be + 2 He

12

C
6

1

n
+0

3.伊丽芙*居里夫妇发现放射性同位素和正电子
27
13

4

Al + 2 He
30

15 P

30

15 P
30

14

Si

+

1
0
0

n

+ e
1


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完成下列核反应方程

A、
B、
C、
D、

10
5

B

+
+

4

2

13

He

13 Al

238

+

11

12

Mg

+

Th

+

234

U
92

90

Na

+

N

27

27

23

7

24
11

Na +

1
1

H

1
1

H


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思考与研讨
1.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原
子( BD )
A. γ射线探伤仪
B. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输
油管漏油情况
C. 利用钴60治疗肿瘤等疾病
D. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，
用以检测确定农作物吸收养分的规律


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思考与研讨
2.用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变
(
D )
A. 把该元素放在低温处
B. 把该元素密封在很厚的铅盒里
C. 把该元素同其它的稳定元素结合成化
合物
D. 上述方法均不可以


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思考与研讨
3. 下面关于放射性同位素的说法中正确的
是( CD
)
（A）磷的放射性同位素原子核与一般磷原
子核中的中子数相同
（B）磷的放射性同位素原子核与一般磷原
子核中的核子数相同
（C）在医学上可以利用放射性同位素的射
线治疗某些疾病
（D）有的放射性同位素可以放出正电子，
而后变成另一种新元素