高中物理核反应方程式（高中物理核反应）

一、核反应

衰变是原子核的自发变化，科学家更希望人工控制原子核的变化。当初卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即

这是人类第一次实现的原子核的人工转变。不仅用α粒子，用质子、中子甚至用光子去轰击一些原子核，都可以实现原子核的转变，通过这种方式可以研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。

原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应（nuclear reaction）。与衰变过程一样，在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒。

二、放射性同位素及其应用

很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它们被称为放射性同位素。天然放射性同位素不过40多种，而今天通过核反应生成的人工放射性同位素已达1000多种，每种元素都有了自己的放射性同位素。丰富的放射性同位素资源在国民经济和科学研究的各个领域中得到了广泛的应用。

射线测厚仪工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。例如，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪（图），

让γ射线穿过钢板，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。

放射治疗在医疗方面，患了癌症的病人可以接受钴60的放射治疗（图）。

为什么射线能够用于治疗癌症呢？原来人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱。像癌细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线照射下破坏得比健康细胞快。

培优、保鲜利用射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，经过筛选，可以培育出新品种。用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期（图）。

示踪原子一种放射性元素的原子核，跟这种元素其他同位素的原子核具有相同数量的质子，因此，核外电子的数量也相同。由此可知，一种元素的各种同位素都有相同的化学性质。这样，我们可以用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器探测出来。这种原子就是示踪原子。

棉花在开花、结桃的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究。如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花的叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就解决了。人体甲状腺的工作需要碘，碘被吸收后聚集在甲状腺内。如图，

给人注射碘的放射性同位素碘131，在颈部底部的甲状腺（红色，部分被遮蔽），被放射性示踪剂碘131高亮着色。定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的疾病。

近年来，有关生物大分子的结构及其功能的研究，几乎都要借助于示踪原子。

辐射与安全

人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素，不过它们辐射的强度都在安全剂量之内。

然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。

原子核的人工转变与放射性元素的衰变有什么区别？

解：人工转变主要指的是通过加速器及反应堆等对粒子轰击使原子核发生核反应；原子核的衰变是指原子核自发的释放出一些粒子之后转变成其他核素；最主要的区别是一个是人工的转变一个是自发转变。

存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。

你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？

在医院的放射室看见过这个标志。一般情况要远离该标志下所处的环境，特殊情况下要在医生指导下进出这些场所。