放射性的发现衰变及其统计规律一ppt课件.ppt

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1、原子物理学第九章原子核物理概论第一节原子核的描述第二节核质量第三节核力第四节衰变及其统计规律第五节α衰变第九章原子核物理概论第七节γ衰变第八节核反应第九节原子能的利用第六节β衰变即Q=Ze第一节:原子核的描述一、原子核的电荷二、原子核的质量三、原子核的大小第一节:原子核的描述四、原子核的组成质子和中子组成核素符号比如等。同中子素：镜核：同位素：同量异位素：在物理学中，对有一定关系的核素，有些常用的术语如下：同中子素：镜核：同位素：同量异位素：第一节:原子核的描述原子核形成过程中，质量减少了，减少的

2、质量必然以能量的形式放了出来，这种能量称为结合能。第二节:核质量一、原子的结合能1.质量亏损2.结合能3.核子的平均结合能（比结合能）第三节:核力1、短程性的强相互作用一、核力的性质2、饱和性的交换力3、电荷无关4、斥力心的存在5．自旋相关性1、放射性的发现第四节：衰变及其统计规律一、衰变及其统计规律2、射线的成分和性质射线电离本领较弱，但有较强的穿透本领；射线几乎没有电离本领，但穿透本领很强。射线能使气体电离，但穿透本领很小；衰变是自发的，对于一个核素来说，何时衰变完全是偶然的，但对大量核就存在

3、着必然的统计规律。3.衰变规律及其描述（1）衰变的统计规律及衰变常数：设t=0时，未衰变的原子核是N0个，随时间的推移，衰变情况如下：时刻尚未衰变的核第四节：衰变及其统计规律这就是衰变所遵循的统计规律，在此式推导过程中引入的常数λ称衰变常数,λ可以表示为同时考虑到（其中是比例系数）有个核衰变，在时间内，它的物理意义是单位时间内的衰变几率，它标志着衰变的快慢。则必有等式两边积分得第四节：衰变及其统计规律根据的定义，可以导出其表达式，在式中，则t=即解得可见与不同放射性核素的半衰期是大不相同的。原子核

4、数目减半所经历的时间称半衰期，记作成反比，衰变常数越大，半衰期越短。比如令（2)半衰期第四节：衰变及其统计规律将代入衰变表达式得t时刻未衰变核数目为：对某种放射物来说，有些核早衰变，有些核晚衰变，即有的寿命长，有的寿命短，平均寿命定义为而故亦即第四节：衰变及其统计规律（3)平均寿命（4)放射性活度可见，核的平均寿命比它的半衰期略长一点，它表示，未衰变核为原来核数目的37%，所经历的时间。为了表示某放射源的放射性强弱，人们引入放射性活度A，定义为：放射物在单位时间内发生衰变的原子核数目依此定义有第四

5、节：衰变及其统计规律可见，放射物的放射性活度也是按指数规律衰减，某放射物的A，不仅与它的半衰期有关，还与t时刻的N有关。可见，A反映了放射源的强弱。A的单位是：次核衰变/秒1贝克勒尔（Bq）=1次核衰变/秒1居里定义：第四节：衰变及其统计规律的放射性活度约为定义：某放射源的放射性活度A与其质量ｍ的比，即表示了放射源样品的纯度，因为当A一定时,ｍ越小，纯度越高，而ｍ越大，纯度越低。目前生产的的比活度为因此这种不纯的要想达到至少需要1.714克。比如，1克纯的第四节：衰变及其统计规律（5)比活度的放射

6、性活度，通过Ａ的测量可以求得它的先测某一时刻的它的Ａ，再测所经历的时间t，该t就是它的，但是对于放射物，这种方法是行不通的。对放射性核素来说，是一个很重要的量知。方法第四节：衰变及其统计规律的测定（6)半衰期特别长的，取１ｍｇＡ＝740次衰变/min＝12.33Bq由可得故我们可以用如下的方法进行测量。例如，对于测它的Ａ，可得第四节：衰变及其统计规律比如质子半衰期解：依题意产次衰变/月＝１次衰变/年，假设每月测到一个质子衰变，需要多少水呢？A=1第四节：衰变及其统计规律可见，要50多吨水，每月才能

7、观察到1次核衰变。我们知道，H2O的分子量是18，即18克水中含有6.02×1023个水分子，而每一个H2O含有10个质子，所以18克水中含有6.02×1023×10质子，所以N个质子对应的水质量为?第四节：衰变及其统计规律1、放射性衰变的位移定则衰变衰变Ｘ称始祖元素，半衰期最长。其中Ｘ称为母核，Ｙ称为子核。某种元素X，经放射性衰变，变成B，如果B还是放射性的，又变为C，依次下去，直到变为一种稳定元素，就不再变了，则一系列元素构成一个放射系。第四节：衰变及其统计规律2．天然放射系二、放射系该系从（

8、钍）开始经6次衰变，4次衰变成(铅);该系从(镎)开始经7次，4次衰变成（硼）;该系从(铀)开始经8次，6次衰变成（铅）；研究发现，自然界的放射性元素分成四个放射系，它们分别是（2）镎系（A=4n+1系）（1）钍系（A=4n系）（3）铀系（A=4n+2系）第四节：衰变及其统计规律该系从(铀)开始经7次，4次衰变成（铅）。由上面的讨论我们看到，衰变从始祖元素开始，是连续发生的，取一个衰变系中任一元素来看，它一方面从它的母体中得到补充，另一方面又向它的子体衰变。我们定义A→B→C的过程