194放射性的应用与防护PPT_4要点.pptVIP

* 第三节 探测射线的方法 第十九章 原子核 吉水二中 朱长根 一、探测射线方法的原理 1、原理：射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，显示射线的存在。 2、现象举例： 粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸汽会产生雾滴，过热液体会产生气泡； 使照相乳胶感光； 使荧光物质产生荧光。 二、探测射线的方法一——威尔逊云室 1、结构 构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气 实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。 3、三种射线径迹的特点 ?射线：直而粗。 原因：①?粒子质量大，不易改变方向 ②电离本领大，沿途产生的离子多 ?射线：比较细，而且常常弯曲。 原因：①?粒子质量小，跟气体 碰撞易改变方向。 ②电离本领小，沿途产生的离子少。 γ粒子的电离本领很小，一般看不到它的径迹 ?射线 ?射线 2、工作原理：射线使气体分子电离，过饱和蒸汽以离子为中心凝结成雾滴，显示运动轨迹。 二、探测射线的方法二——气泡室 气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作液体 液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。 照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。 1、工作原理： 气泡室中带电粒子的径迹 气泡室的优点：它的空间和时间分辨率高；工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。 但也有不足之处：那就是扫描和测量时间还嫌太长；体积有限，而且甚为昂贵， 一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领 三、探测射线的方法三——盖革-米勒计数器 第四节 放射性的应用与防护 第十九章 原子核 吉水二中 朱长根 问题情景： 为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有什么办法？ 辐射方法处理粮食 1、定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，----------核反应 2、规律： 在核反应中，质量数和电荷数都守恒 一、核反应 卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。 材料——质子的发现 为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是 p 材料——质子的发现 用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。 1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击元素 铍核，发现铍核没射出质子，而放出了一种新的射线（铍辐射）．这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量． 材料——中子的发现 1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线（铍辐射）去轰击石蜡。结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子．这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子的质量近乎０，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量是电子的1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是γ射线，那么光子的能量应达55 MeV，这与实际测得的射线能量10 MeV相去甚远． 可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。面对55eV与10eV的矛盾 ，他们还是十分牵强地解释为其它的原因，并于1932年１月11日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论。 材料——中子的发现 1932年１月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中子。他决定用云室的方法探测射线