课时训练14 放射性同位素
基础夯实
1.用“γ刀”进行手术,可以使病人在清醒状态下经过较短的时间内完成手术,在此过程中,主要利用:①γ射线具有较强的穿透本领;②γ射线很容易绕过障碍物到达病灶区域;③γ射线具有很强的电离能力,从而使癌细胞电离而被破坏;④γ射线具有很高的能量.上述描述中正确的是( ) A.①② B.②③ C.①②③ D.①④ 答案D 解析用“γ刀”进行手术,利用的是γ射线具有较强的穿透本领能够进入病灶区,再利用γ射线具有很高的能量杀死癌细胞.γ射线的电离本领最弱,故选项D是正确的. 2.在下列4个核反应方程中,x表示质子的是( ) (导学号51160196) ABCD
AlAl
HeSi+x Th+x Mg+x P+x
答案C 解析由质量数守恒和电荷数守恒知,A中x为正电子e,B中x为He,C中x为质子H,D中x为中子n.
3.α粒子轰击硼10后,生成氮13,放出X粒子,而氮13是不稳定的,它放出Y粒子后变成碳13,那么X粒子和Y粒子分别是( ) A.质子和中子 B.质子和正电子 C.中子和负电子 D.中子和正电子 答案D 解析根据题意可以写出核反应方程为He→
e,所以选项D正确.
4.关于放射性同位素的应用,下列说法正确的是( ) A.利用γ射线使空气电离,把静电荷导走
B.利用β射线照射植物的种子,使产量显著增加 C.利用α射线来治疗肺癌、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学性质相同,作为示踪原子 答案D 解析 选项 A错误
个性分析 综合点评 利用α射线的电离作用可消除静电,利用γ射线的生物作用可使种子变异、治疗癌症 γ射线的电离作用很弱,应利用α射线的电离作用
B错误 γ射线对生物具有物理化学作用,照射种子可使基C错因变异,可用于放射性治疗,β射线不具有生物作用 误 D正同位素的核外电子数相同,化学性质相同,放射性同确 位素带有“放射性标记”,可用探测器探测到
5.放射性在技术上有很多应用,不同的放射源可用于不同目的.下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.
元素 射线 钋210 α 氡222 β 锶90 β 半衰期 138天 3.8天 28年 4.5×109铀238 α、β、γ 年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄,利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀.可利用的元素是( )(导学号51160197) A.钋210 B.氡222 C.锶90 D.铀238 答案C 解析要测定聚乙烯薄膜的厚度,则要求射线可以穿透薄膜,因此α射线不合适;另外,射线穿透作用还要受薄膜厚度影响,γ射线穿透作用最强,薄膜厚度不会影响γ射线穿透,所以只能选用β射线,而氡222半衰期太小,铀238半衰期太长,所以只有锶90较合适,选项C正确. 6.(多选)人工放射性同位素被用作示踪原子,主要是因为( ) A.放射性同位素不改变其化学性质
B.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多 C.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关 D.放射性同位素容易制造 答案ABC 解析放射性同位素被用作示踪原子,主要是用放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程,既要利用化学性质相同,也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响,同时还要考虑放射性废料容易处理,因此选项A、B、C正确,选项D不正确. 7.(多选)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,核反应方程为He
H.下
列说法中正确的是( ) (导学号51160198) A.通过此实验发现了质子
B.实验中利用了放射源放出的γ射线 C.实验中利用了放射源放出的α射线
D.原子核在人工转变过程中,电荷数可能不守恒 答案AC 解析这个核反应方程是首次实现原子核的人工转变的方程,也是发现质子的核反应方程. 8.(多选)有关放射性同位素
P的下列说法,正确的是( )
A.B
P与X互为同位素
P与其同位素有相同的化学性质 P制成化合物后它的半衰期变长
C.用D
P能释放正电子,可用其作示踪原子,观察磷肥对植物的影响
答案BD 解析同位素有相同的质子数,不同的质量数,故A错;同位素有相同的化学性质,故B对;半衰期与物理、化学状态无关,故C错
P为放射性同位素,可用作示踪原子,故D对.故正确选项为
B、D.
9.(多选)贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品,其主要成分为铀238,贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍,杀伤力极大,而且残留物可长期危害环境.下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是 ( )(导学号51160199)
A.由于爆炸后的弹片存在放射性,对环境产生长期危害 B.爆炸后的弹片不会对人体产生危害 C.铀238的衰变速率很快 D.铀的半衰期很长 答案AD 解析天然放射现象周期很长,会对环境和生物造成长期的影响,故选项A、D正确,选项B、C错误.
10.(多选)正电子发射机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素
O注入人体
O在人
体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭,转化为一对γ光子而被探测器探测到后,经计算机处理即产生清晰的图像.根据PET的原理,下列说法正确的是 ( )(导学号51160200) A.
O在人体内衰变的方程式是
e
B.能用O作“示踪原子”是因为其半衰期短,放射强度弱,对人体影响较小
O注入人体参与代谢化合后半衰期会发生变化 O的主要用途是正常参与代谢
C.在PET中D.在PET中
答案AB 解析由质量数守恒和电荷数守恒知,选项A正确;PET中所选的放射性同位素半衰期要短,在受检体内存留时间短才安全,选项B正确;元素的半衰期只由原子核内部的因素决定,选项C错误;将放射性同位素
O注入人体
O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮
O的主要用途是作为示踪原子被探测器
灭转化为一对光子,被探测器探测到,所以在PET中探测到,选项D错误.
能力提升
11.用人工方法得到放射性同位素,这是一个很重要的发现,天然放射性同位素只不过40几种,而今天人工制造的同位素已达1 000多种,每种元素都有放射性同位素,放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用.
(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失,其原因是( ) A.射线的贯穿作用 B.射线的电离作用
C.射线的物理、化学作用 D.以上三个选项都不是
(2)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素结晶是同一物质,为此曾采用放射性同位素14C作为 . 答案(1)B (2)示踪原子
解析(1)因放射性的电离作用,空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和,所以使验电器所带电荷消失.
(2)把掺入14C的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起,经多次重新结晶后,得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶,这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素合为一体,它们是同一物质,把这种放射性同位素的原子掺到其他物质中去,让它们一起运动迁移,再用放射性探测仪器进行追踪,就可以知道放射性原子通过什么路径,运动到哪里,是怎样分布的了,从而可了解某些不容易观察的情况或规律. 12.自然界中的铀和钴都有同位素. (导学号51160201)
(1)铀主要以三种同位素的形式存在,三者的原子百分含量分别为0.72%
U 0.005%
U
U 99.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式(不必算出具体数值):
.
(2)放射性同位素钴60能够产生γ射线.高速运动的γ射线作用于DNA,能够产生氢键断裂、碱基替换等效应,从而有可能诱发生物产生 ,使生物体出现可遗传的变异,从而选择和培育出优良品种.此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏,这是因为γ射线
能 .在进行照射生物或食品的操作时,需要注意人体保护.操作完毕后,人体 (选填“可以”或“不可以”)直接接触射线处理过的材料. 答案(1)(234×0.005+235×0.72+238×99.275)×10-2
(2)基因突变 杀菌 可以
解析(1)铀元素的相对原子质量等于每种同位素的质量数与其百分含量乘积之和,即(234×0.005+235×0.72+238×99.275)×10-2.
(2)γ射线的照射强度增大到一定程度会诱发生物体的基因突变.由于经过放射性同位素照射过的物体并不存在放射性,所以人体可以直接接触.如利用γ射线照射食品杀菌后,利于贮藏,贮藏后的这些食品照样可以食用.
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