理學(xué)物理學(xué)畢業(yè)論文 γ射線及其在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用

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1、湖南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文考籍號(hào)：XXXXXXXXX姓名：XXX專業(yè)：理學(xué)物理學(xué)論文題目：γ射線及其在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用指導(dǎo)老師：XXX二〇一一年十二月十日內(nèi)容摘要：γ射線的發(fā)現(xiàn)為科學(xué)技術(shù)和人類歷史的進(jìn)程起了巨大而深刻的影響。根據(jù)γ射線具有波長(zhǎng)短、能量高、穿透能力強(qiáng)和對(duì)細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力的特性，現(xiàn)在已經(jīng)將γ射線應(yīng)用到了經(jīng)濟(jì)、軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，并且在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)療衛(wèi)生方面取得了巨大的成果和顯著的效益。γ射線的應(yīng)用已成了一門(mén)新興產(chǎn)業(yè)，正在蓬勃快速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，它以低能耗、無(wú)污染、無(wú)殘留、安全衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，深受眾多行業(yè)的青睞，同樣

2、，其危害性也不容忽視。關(guān)鍵詞：射線、電磁波、輻射、伽馬刀引言19世紀(jì)下半葉，許多物理學(xué)家對(duì)X射線和陰極射線的研究，導(dǎo)致了放射性、電子以及α、β、γ射線的發(fā)現(xiàn)，這些射線的發(fā)現(xiàn)同時(shí)也為原子科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。自20世紀(jì)進(jìn)入原子能時(shí)代，科學(xué)家對(duì)射線進(jìn)行了更進(jìn)一步的研究，射線在科學(xué)技術(shù)中開(kāi)始滲透，其中γ射線的應(yīng)用也成了一門(mén)新興產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在它已經(jīng)應(yīng)用到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和生物學(xué)方面取得了巨大的成果和效益。一、射線的發(fā)現(xiàn)γ射線是1900年由法國(guó)物理學(xué)家維拉德(PaulVillard，1860—1934)發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)他正研究陰極射線的反射

3、、折射性質(zhì)，試圖將含鐳的氯化鋇拿來(lái)比較，看看它的射線有沒(méi)有類似行為。就在這一實(shí)驗(yàn)中，他發(fā)現(xiàn)了γ射線。維拉德把鐳源放在鉛管中，鉛管一側(cè)開(kāi)了一個(gè)6mm寬的長(zhǎng)方口，讓一束輻射射出，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后用照片記錄其軌跡。照片包在幾層黑紙里，前面還有一張鋁箔擋著，β射線肯定已被偏折，剩下的只是α射線，α射線肯定不能穿透?？墒钦掌涗浵碌能壽E，除了在預(yù)期的偏角處有β射線的軌跡外，在無(wú)偏角的方向上卻仍然記錄到了軌跡，即使加0.2mm的鉛箔仍能穿透，顯然，這不是α射線。于是維拉德寫(xiě)道：“上述事實(shí)導(dǎo)致如下結(jié)論，在鐳發(fā)出的不受偏折的輻射成分中，含有貫穿力非常強(qiáng)的輻射，它可以穿過(guò)金屬箔片，用照

4、相法顯示出來(lái)。”后來(lái)，盧瑟福稱這一貫穿力非常強(qiáng)的輻射為γ射線。二、γ射線的產(chǎn)生γ射線是原子核衰變和核反應(yīng)產(chǎn)生的。在原子核反應(yīng)中，當(dāng)原子核發(fā)生α、β衰變后，長(zhǎng)生的子核往往處于激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子核仍是不穩(wěn)定的，就會(huì)由高激發(fā)態(tài)向低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷發(fā)射光子，由于核能級(jí)間隔比原子極間隔大得多，所以發(fā)出的光子能量很高，稱它們?yōu)棣霉庾踊颚蒙渚€。三、γ射線的性質(zhì)四、γ射線的應(yīng)用（一）γ射線在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用1、農(nóng)作物的輻射育種利用γ射線照射農(nóng)作物的種子、植株或某些器官和組織，促使它們產(chǎn)生各種變異，再?gòu)闹羞x出我們所需要的可遺傳的優(yōu)良變異，經(jīng)過(guò)培育而成為優(yōu)良的新品種。例如：用一定

5、強(qiáng)度的γ射線照射水稻種子，就可得到變異的后代，選出種子的品種，經(jīng)過(guò)幾代培育可得高產(chǎn)、抗病、早熟的優(yōu)良品種。2、γ射線引起害蟲(chóng)絕育人們?cè)谂c農(nóng)業(yè)上的各種害蟲(chóng)作斗爭(zhēng)的過(guò)程中，希望有一種巧妙的方法，能夠達(dá)到消滅害蟲(chóng)的后代，以便最后根絕蟲(chóng)害的目的。人們從研究射線的生物效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)，輻射不對(duì)其它細(xì)胞有嚴(yán)重的損傷，只引起雄性害蟲(chóng)的遺傳基因發(fā)生變化，這種害蟲(chóng)與雌蟲(chóng)交配過(guò)以后，雌蟲(chóng)就失去了繁殖后代的能力，這樣，我們一次滅蟲(chóng)就不是只殺滅一只或幾只害蟲(chóng)，而是滅絕一群，滅絕一代以至幾代的害蟲(chóng)。3、γ射線刺激生物生長(zhǎng)在射線在射線的劑量不是很高時(shí)，用射線照射生物，生物細(xì)胞會(huì)發(fā)生一系列物理的化

6、學(xué)的和生理的變化，有可能加速細(xì)胞分裂的過(guò)程，因此刺激生物的生長(zhǎng)發(fā)育。例如：用少劑量的γ射線照射一串紅花的幼苗，促進(jìn)植株快速生長(zhǎng)，提前開(kāi)花期。（二）γ射線在工業(yè)中的應(yīng)用1、γ射線探傷γ射線有很強(qiáng)的穿透性，γ射線探傷就是利用γ射線得穿透性和直線性來(lái)探傷的方法。γ射線雖然不會(huì)像可見(jiàn)光那樣憑肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器來(lái)接收。當(dāng)γ射線穿過(guò)（照射）物質(zhì)時(shí)，該物質(zhì)的密度越大，射線強(qiáng)度減弱得越多，即射線能穿透過(guò)該物質(zhì)的強(qiáng)度就越小。此時(shí)，若用照相底片接收，則底片的感光量就?。蝗粲脙x器來(lái)接收，獲得的信號(hào)就弱。因此，用γ射線來(lái)照射待探傷的零部件時(shí)，若其

7、內(nèi)部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過(guò)有缺陷的路徑比沒(méi)有缺陷的路徑所透過(guò)的物質(zhì)密度要小得多，其強(qiáng)度就減弱得少些，即透過(guò)的強(qiáng)度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影；若用其它接收器也同樣可以用儀表來(lái)反映缺陷垂直于射線方向的平面投影和射線的透過(guò)量。一般情況下，γ射線探傷是不易發(fā)現(xiàn)裂紋的，或者說(shuō)，γ射線探傷對(duì)裂紋是不敏感的。因此，γ射線探傷對(duì)氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。即γ射線探傷適宜用于體積型缺陷探傷，而不適宜面積型缺陷探傷。2、放射性物質(zhì)的檢測(cè)根據(jù)γ射線自身的特性，如波長(zhǎng)短、頻率高、穿透性強(qiáng)等做出的射線檢測(cè)儀就可

8、以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)是否有放