2019-2020年高三物理 第二十二章 原子核 四、放射性的應用與防護(備課資料).doc

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●備課資料 2019-2020年高三物理 第二十二章 原子核 四、放射性的應用與防護(備課資料) 伊倫居里（Irene Joliot-Curie1897～1956）于1897年9月12日生于巴黎，父親皮埃爾居里，母親瑪麗居里都是著名科學家，盡管伊倫12歲時才上學讀書，但從小就受到母親對她進行的科學教育.瑪麗居里與她的同事和朋友建立了一個合作小組，共同擔負起對他們自己的子女進行自然科學教育的責任.其中瑪麗居里教授物理，泡利、朗之萬講授數學，J.佩蘭講授化學.1909年，伊倫進入塞維內中學學習，第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之前得到學士學位，之后進入巴黎大學學習.第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，伊倫作為護士為軍隊服務.起初，她協助母親工作，在巴黎解放的幾個月之前，為了她的安全，伊倫和她的孩子被安排去了瑞士.1946年，伊倫就任鐳研究所主任，在1946年到1950年期間她還任法國原子能委員會的理事.1947年被蘇聯科學院選為通訊院士.由于缺乏防護，長期受X射線和γ射線輻照，伊倫的健康受到嚴重傷害，使她患了急性白血病，并于1956年3月17日不幸于巴黎. 弗雷德里克約里奧—居里（Frederic Joliot-Curie 1900～1958） 法國核物理學家.1900年3月19日生于巴黎，1958年8月14日卒于巴黎.1923年畢業(yè)于巴黎理化?？茖W校，1930年提出關于放射性元素電化學性質的博士論文，獲博士學位.1937年任法蘭西學院教授，1956年任鐳研究所和巴黎大學奧爾賽研究所所長.F.約里奧-居里1925年在M.居里領導的鐳研究所工作，從事釙的電化學研究.1930年在J.B.佩蘭領導的物理化學研究所工作，利用威耳孫云室和磁場進行射線性質的研究.1931年起，和他的妻子I.約里奧-居里合作進行研究，曾在云室中拍攝到第一張由光子產生電子對的照片，并從鐳D（210Pb）中提取出釙.他們利用釙的α射線引起一些輕元素發(fā)生核反應，進行反應產物的研究，結果為中子的發(fā)現提供了重要依據.1933年在研究用α射線打擊鋁產生的正電子射線時發(fā)現，即使在α射線源移去后，最初幾分鐘之內仍有正電子放出，并證明其半衰期約為3.5分.他們認為這是通過核反應27Al(4He,n)30P生成了放射性的磷30，它以放射正電子的形式衰變?yōu)楣?0.后來又用放射化學方法分離出磷30.由于合成新放射性核素，他們共獲1935年諾貝爾化學獎.以后他們發(fā)現鈾經中子轟擊后產生的放射性物質中含有化學性質與鑭相似的元素，為核裂變現象的發(fā)現提供了重要事實.鈾裂變發(fā)現后，他們很快發(fā)現裂變中有多個中子和大量能量放出，預言可以實現鏈式反應，釋放核能.F.約里奧-居里1943年當選為法國科學院院士.1945年10月法國成立原子能委員會，他任主席.1947年成為蘇聯科學院通訊院士，1949年成為院士.1950年任世界保衛(wèi)和平委員會主席. 約里奧—居里夫婦的最主要的成就是發(fā)現了人工放射性.1934年，他們用釙的α射線轟擊鋁箔，發(fā)現當α源移去后，鋁箔有放射性；其強度也隨時間按指數規(guī)律下降.這種放射性是由α粒子打在鋁-27上發(fā)出一個中子而形成磷-30，磷-30不穩(wěn)定，又放射出正電子而形成的.實際上，他們已經發(fā)現了一種新的放射性物質磷-30： 2713Al+42He→3015P+10n 3015P→3014Si+10e 這就是I.居里所發(fā)現的人工放射性.他們還發(fā)現了其他一些由α粒子所引起的核反應生成的人工放射性同位素.由于這一發(fā)現，他們在1935年獲得諾貝爾化學獎.后來，F.約里奧-居里由于放射同位素在醫(yī)學上應用的研究而當選為法國醫(yī)學科學院院士. 約里奧—居里夫婦在正電子湮沒、光子轉化為電子對、從鐳D（210Pb)中提取釙、用α粒子轟擊輕元素產生核反應、人工放射性的發(fā)現、鈾受中子轟擊后生成的放射性產物等研究方面都做出了貢獻. 約里奧-居里夫婦因合成新的放射性核素而共同獲得了1935年諾貝爾化學獎. 自從1934年約里奧—居里夫婦有了這個重大發(fā)現以后，物理學家們研究和發(fā)展了他們的方法.越來越多的、更大的粒子加速器問世了，從此，科學家們幾乎能制取到每一種元素的放射性同位素.目前，所知的二千種以上的放射性同位素中，絕大多數都是人工制造的.現在，放射性同位素不但已廣泛地運用于工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)和國防工業(yè)等各個領域，而且對于推動某些學科的研究也產生了重大的影響，特別是對化學、生物學和醫(yī)學更起了巨大的推動作用.這就使原子（核）能的和平利用變成了現實，極大地造福于人類.同時，人造放射性核素的發(fā)現也為第一顆原子彈的制造提供了重要的啟示.人類歷史上第一顆原子彈的制造原理是費米提出的.然而，費米制造原子彈的程序完全是按照伊倫的人造放射性元素的理論和實踐來編排的.伊倫約里奧-居里作為發(fā)現人造放射性同位素的先驅，其貢獻將永遠載入人類文明的史冊. 居里夫人親眼看到伊倫取得了這樣驚人的成就，她感到無比的欣喜和寬慰.她曾對小女兒艾芙說過，她確信伊倫會因發(fā)現人造放射性同位素而獲得諾貝爾獎的.可惜，她卻沒有能活到這一天. 約里奧—居里夫婦還取得了另外一個可喜的成果.他們?yōu)閻垡蛩固沟摹百|能關系”的公式帶來了可靠的證據：某些擁有能量的輻射是具體的粒子組成的，而原子質量的消減亦可相應地釋放出能量來.他們所取得的這個成果立刻傳遍了世界，轟動一時. 就像居里夫婦一樣，伊倫和弗雷德里克既是生活道路上志同道合的伴侶，又是科學研究領域中辛勤耕耘的忠實合作者.在戰(zhàn)后的歲月里，他們主持建立了法國原子能委員會，伊倫是委員會的領導成員之一.作為第一、二兩次世界大戰(zhàn)的親身經歷者，他們深知不義的戰(zhàn)爭給人類帶來的災禍.尤其是作為一個杰出的科學家，當戰(zhàn)爭販子利用核武器對人類進行新的戰(zhàn)爭威脅時，他們更感到自身責任重大.正如弗雷德里克所莊嚴宣布的：“科學家的天職叫我們應當繼續(xù)奮斗，徹底揭露自然界的奧秘，掌握這些奧秘便能在將來造福人類.但同時我們應當下決心參加社會勞動，和人民一起保證我們的發(fā)現只供和平之用.”他們積極致力于世界的和平事業(yè)，為保證科學發(fā)明用于增進人類的富裕與幸福而努力奮斗著. 約里奧—居里夫婦竭誠致力于人類和平事業(yè)的行動使一小撮反動分子大為惱怒.當時，弗雷德里克是法國科學研究院院長和法國原子能委員會主席，因他勇敢而直言不諱地反對核武器的發(fā)展計劃而觸犯了法國當局.1950年，法國當局借口弗雷德里克有共產黨嫌疑而罷免了他的一切職務.1951年，伊倫也受到株連而被迫退出了原子能委員會；由于伊倫的政治觀點，同年，美國化學學會也除去了她的會員資格.這種對和平事業(yè)的挑釁，激起了世界公正輿論的強烈抗議.這些突如其來的打擊，影響了她們在學術上取得更大的成就.