3．放射性同位素的應(yīng)用．放射性同位素的應(yīng)用分為三類：射線的應(yīng)用、示蹤原子的應(yīng)用、半衰期的應(yīng)用．
知識(shí)點(diǎn)二　放射線的危害及防護(hù)1．危害：射線具有特定的能量，對(duì)物體具有不同的穿透能力和電離能力，從而使物體或機(jī)體發(fā)生一些物理、化學(xué)、生化變化．如果人體長(zhǎng)時(shí)間受到大劑量的射線照射，就會(huì)使細(xì)胞、組織、器官受到損傷，破壞DNA分子結(jié)構(gòu)，有時(shí)甚至?xí)l(fā)癌癥，或者造成下一代遺傳上的缺陷，過(guò)度照射時(shí)，人常常會(huì)出現(xiàn)頭痛、四肢無(wú)力、貧血等多種癥狀，重者甚至死亡．2．放射性防護(hù)可以分為內(nèi)照射防護(hù)和外照射防護(hù)．(1)內(nèi)照射防護(hù)的基本原則是盡可能地隔斷放射性物質(zhì)進(jìn)入人體的各種途徑．(2)外照射防護(hù)通常有三種方式防護(hù)為：縮短受照射時(shí)間、增大與輻射源間距離、屏蔽射線．
小試身手1．(多選)關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．利用α射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走B．利用β射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C．利用γ射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子
ACD　解析：α射線的電離能力很強(qiáng)，利用α射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走，故A正確；人們利用γ射線照射種子，可以使種子內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，培育出新的優(yōu)良品種，故B錯(cuò)誤；利用γ射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病，故C正確；利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子，故D正確．
2．(多選)貧鈾彈是從金屬鈾中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分是鈾238.貧鈾炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大而且殘留物可長(zhǎng)期危害環(huán)境，下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由正確的是(　　)A．爆炸后的彈片存在放射性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害B．爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害C．鈾238的衰變速度很快D．鈾的半衰期很長(zhǎng)
AD　解析：天然放射現(xiàn)象周期很長(zhǎng)，會(huì)對(duì)環(huán)境和生物造成長(zhǎng)期的影響，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤．
探究一　同位素的概念1．同位素．具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素．2．放射性同位素．(1)定義：具有放射性的同位素，叫作放射性同位素．(2)分類：可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素．
(3)人工放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)．①種類多：天然放射性同位素只有40多種，而人工放射性同位素有1 000多種．
②放射強(qiáng)度容易控制．③可制成各種所需的形狀．④半衰期短，廢料易處理．因而放射性同位素的應(yīng)用，一般都用人工放射性同位素．
1．(多選)關(guān)于放射性同位素，以下說(shuō)法正確的是(　　)A．放射性同位素與放射性元素一樣，都具有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣B．放射性同位素衰變可生成另一種新元素C．放射性同位素只能是天然衰變時(shí)產(chǎn)生的，不能用人工方法制得D．以上說(shuō)法均不對(duì)
AB　解析：放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化學(xué)因素的影響，衰變后形成新的原子核，選項(xiàng)A、B正確；大部分放射性同位素都是人工轉(zhuǎn)變后獲得的，C、D錯(cuò)誤．
探究二　放射性同位素的應(yīng)用放射性同位素的主要應(yīng)用．(1)利用它的射線：①工業(yè)部門(mén)使用射線測(cè)厚度——利用γ射線的穿透特性；②農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期等；③醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．(2)作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)探測(cè)放射性同位素的射線確定其位置．
【典例2】　正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程；15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像．根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：(1)15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式為_(kāi)__________________________________________________________________________________.(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是(　　)A．利用它的射線B．作為示蹤原子C．參與人體的代謝過(guò)程D．有氧呼吸
(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)________(填“長(zhǎng)”“短”或“長(zhǎng)短均可”)．
解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒寫(xiě)出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式．(2)將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子，從而被探測(cè)器探測(cè)到，所以它的用途是作為示蹤原子，B正確．(3)根據(jù)同位素的用途，為了減小對(duì)人體的傷害，PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)短．
放射性同位素的應(yīng)用技巧(1)用射線來(lái)測(cè)量厚度，一般不選取α射線是因?yàn)槠浯┩改芰μ?，更多的是選取γ射線，也有部分選取β射線的．(2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保質(zhì)期，一般選取γ射線．(3)使用放射線時(shí)安全是第一位的．
3．為保證生產(chǎn)安全，大型鋼鐵部件內(nèi)部不允許有砂眼、裂紋等傷痕存在．如圖所示是利用射線檢測(cè)鋼柱內(nèi)部是否存在砂眼或裂紋情況的示意圖，若鋼柱的直徑為20 cm，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．射線源放出的射線應(yīng)該是β射線B．射線源放出的射線應(yīng)該是α射線C．射線源放出的射線應(yīng)該是γ射線D．若鋼柱內(nèi)部有傷痕，探測(cè)器接收到的射線粒子將減少
C　解析：此射線必須能穿透部件，接收器才能接收到射線粒子，用一張紙就能將α射線擋住，β射線只能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土，顯然應(yīng)該用γ射線檢查直徑為20 cm的鋼鐵部件，看其內(nèi)部是否有傷痕存在，選項(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)遇到鋼柱內(nèi)部有砂眼或裂紋時(shí)，穿過(guò)鋼柱到達(dá)探測(cè)器的γ射線比沒(méi)有砂眼或裂紋處的要強(qiáng)一些，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
4．放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)用，不同的放射源可用于不同目的．表中列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射線．
某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過(guò)軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻．可利用的元素是(　　)A．釙210　　　　B．氡222C．鍶90 D．鈾238
C　解析：要測(cè)定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜，因此α射線不合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，γ射線穿透作用最強(qiáng)，薄膜厚度不會(huì)影響γ射線穿透，所以只能選用β射線，而氡222半衰期太短，所以只有鍶90較合適，C正確．
5．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．利用γ射線使空氣電離，消除靜電B．利用α射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C．利用β射線來(lái)治肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子
D　解析：β或α射線的電離本領(lǐng)較大，可以消除工業(yè)上有害的靜電積累，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；γ射線的穿透性強(qiáng)，能量大，可以用來(lái)輻射育種、輻射保鮮、消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤等，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子，選項(xiàng)D正確．

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第四節(jié) 放射性同位素

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