放射性同位素.ppt

同位素与放射性同位素同位素与放射性同位素 具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素同位素 具有放射性的同位素叫做具有放射性的同位素叫做放射性同位素放射性同位素 天然放射性同位素只不过天然放射性同位素只不过40几种，而今天人工几种，而今天人工制造的放射性同位素已达制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素多种，每种元素都有了放射性同位素放射性同位素在工业、都有了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农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用广泛的应用 正电子的发现正电子的发现 nPHeAl103015422713约里奥 居里 伊丽芙伊丽芙 居里居里 eSiP0130143015放射性同位素的应用 利用它的射线 做为示踪原子 射线探伤、消除静电、食物射线探伤、消除静电、食物保鲜、保鲜、培育新品种、消毒灭菌、放培育新品种、消毒灭菌、放射疗法射疗法 检查输油管道漏油、作物施肥、检查输油管道漏油、作物施肥、药物剂量、生物科学（牛胰岛药物剂量、生物科学（牛胰岛素）素）放射线的危害及防护 阅读P78。核力及其性质核力及其性质 使核子结合在一起的使核子结合在一起的强相互作用（引力）强相互作用（引力）核子以什么力结合核子以什么力结合成原子核成原子核 中子中子 质子质子 核力存在于质子之间、中核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，子之间及中子与质子之间，即核子之间。即核子之间。核力是只在核力是只在2.01015米米距离内起作用的短程强相互距离内起作用的短程强相互作用力。由于核子的大小约作用力。由于核子的大小约为为0.81015米，故只有相邻米，故只有相邻的核子之间才有核力作用。的核子之间才有核力作用。核力的本质仍在研究中。核力的本质仍在研究中。原子核示意图原子核示意图 重核和轻核重核和轻核 排在元素周期表比较靠后的元素对应的原排在元素周期表比较靠后的元素对应的原子核叫子核叫重核重核；排在比较靠前的叫；排在比较靠前的叫轻核轻核。排在排在83号铋之后的原子核都不稳定，它们号铋之后的原子核都不稳定，它们自动分解或衰变成更轻的原子核；排在自动分解或衰变成更轻的原子核；排在92号元素铀之后的原子核十分不稳定，无法号元素铀之后的原子核十分不稳定，无法在自然状态下存在。在自然状态下存在。结合能结合能 nHH101121用高能量的用高能量的光子照射氘核，可以使它分解光子照射氘核，可以使它分解为质子和中子，这时的核反应方程为为质子和中子，这时的核反应方程为 当光子的能量小于当光子的能量小于2.22MeV时，这个核反应并时，这个核反应并不发生，只有当光子的能量大于或等于不发生，只有当光子的能量大于或等于2.22MeV时，这个核反应才会发生；反过来，时，这个核反应才会发生；反过来，一个质子和一个中子结合成氘核，要放出一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量，这个能量以的能量，这个能量以光子的形式释光子的形式释放出去。放出去。结合能结合能 HHn211110可见，当核子结合成原子核时要放出一可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量这个能量叫做原子核收同样的能量这个能量叫做原子核的的结合能结合能 平均结合能平均结合能 原子核的结合能与核子数之比原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的平均结合能。称为该原子核的平均结合能。平均结合能越大，核越稳定。平均结合能越大，核越稳定。OZABCDEFFe核子平均质量 核子的平均质量与原子序数之间的关系 爱因斯坦爱因斯坦（18791955）爱因斯坦爱因斯坦 爱因斯坦质能方程：爱因斯坦质能方程：E=mcE=mc2 2 E=E=mcmc2 2 反应后反应前mmm质量亏损：质量亏损：1 1原子质量单位原子质量单位u u相当于相当于_Mev_Mev的能量。即的能量。即 1uc1uc2 2=931=931 5Mev5Mev 931931 5 5 中子的质量中子的质量 =1.008 665 u=1.008 665 u 质子的质量质子的质量 =1.007 276 u=1.007 276 u 中子和质子的质量和中子和质子的质量和 =2.015 941 u=2.015 941 u 氘核的质量氘核的质量 =2.013 553 u=2.013 553 u 质量差质量差 =0.002 388 u=0.002 388 u 在上面的计算里，在上面的计算里，u u表示原子质量单位，表示原子质量单位，1u=1.6605661010-2727kgkg)MeV22.2E(HHn211110 例如例如:有关问题的理解和注意事项有关问题的理解和注意事项 第一第一.核反应过程中核反应过程中:核子结合成原子核时核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质新核质量小于核子的质量量(质量亏损质量亏损),同时以同时以 光子形式释放核能光子形式释放核能;原子核分解为核子时原子核分解为核子时,需要吸收一定能量需要吸收一定能量,核子核子的总质量大于原原子核的质量的总质量大于原原子核的质量.第二第二.核反应过程中核反应过程中,质量亏损时质量亏损时,核子个数不亏损核子个数不亏损(即质即质量数守恒量数守恒),可理解为组成原子核后可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛核内每个核子仿佛“瘦了”一些“瘦了”一些.第三第三.质量亏损并非质量消失质量亏损并非质量消失,而是减少的质量而是减少的质量 m以能以能量形式辐射量形式辐射(动质量动质量),因此质量守恒定律不被破坏因此质量守恒定律不被破坏.第四第四.公式公式 E=E=mm c c2 2 的单位问题的单位问题 国际单位国际单位:m用“用“kg”C用“用“m/s”E E用用“J J”常用单位常用单位:m用“用“u(原子质量单位原子质量单位)”1u=1.66056610-27kg E E用用“ucuc2 2”1uc1uc2 2=931.5MeV =931.5MeV (表示表示1u 1u 的质量变化相当于的质量变化相当于931.5Me V931.5Me V的能量改变的能量改变)第五第五.核反应中释放或吸收的能量比化学反应核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级中释放或吸收的能量大好几个数量级.例：例：指出下列核反应中的错误并更正：指出下列核反应中的错误并更正：（1）N +=O +O +质子质子 （2 2）C+He O +HC+He O +H （3 3）Be+He Be+He C +（4）H +n H +14 7 17 7 14 7 4 2 17 8 1 1 9 4 4 2 13 6 1 1 0 1 1 2 课堂练习课堂练习:(1)试证明，试证明，1原子质量单位原子质量单位u相当于相当于931.50 MeV的能量的能量1u=1.6606-27kg，光速，光速c=2.9979108m/s，1eV=1.602210-19J (2)碳原子的质量是碳原子的质量是12.000 000 u12.000 000 u，可以看做是由，可以看做是由6 6个氢原子个氢原子(质量是质量是1.007 825u)1.007 825u)和和6 6个中子个中子(1.008665u)(1.008665u)组成的求核子结合成碳原子核时组成的求核子结合成碳原子核时释放的能量释放的能量(在计算中可以用碳原子的质量代在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的质量代替质子的替碳原子核的质量，用氢原子的质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减过程中消去质量，因为电子的质量可以在相减过程中消去)出多少能量？出多少能量？并求出衰变过程中释放并求出衰变过程中释放）。写出核反应方程，）。写出核反应方程，的原子量为的原子量为（粒子粒子）时，释放出）时，释放出（原子量为（原子量为）衰变为）衰变为（原子量为（原子量为0026.4He0287.228Th0372.232U.3422289023592 放射性同位素放射性同位素 核能核能 人工制造放人工制造放射性同位素射性同位素 首次发现：首次发现：核反应方程式：核反应方程式：放射性同位放射性同位素的应用素的应用 核核 力力 使原子中核子紧密结合在一起，只有相邻核子间才有使原子中核子紧密结合在一起，只有相邻核子间才有 质量亏损质量亏损 m=根据质能方根据质能方程求核能程求核能 E=当质量亏损当质量亏损 1u 时，放出的能量相当于时，放出的能量相当于_.约里奥 居里、伊丽芙 居里夫妇 nPHeAl103015422713eSiP0130143015利用它的射线 射线探伤、消除静电、食物保鲜、射线探伤、消除静电、食物保鲜、培育新品种、消毒灭菌、放射疗法培育新品种、消毒灭菌、放射疗法 做为示踪原子 检查输油管道漏油、作物施肥、检查输油管道漏油、作物施肥、药物剂量、生物科学（牛胰岛素）药物剂量、生物科学（牛胰岛素）反应后反应前mmm c2 931.5Mev