《原子核与放射性》ppt课件

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1、原子核与放射性物理教研组1原子核与放射性一、问题：①地球如果成为黑洞的一份子，其体积将有多大？②原子核的密度为2.3×1017kg/m3（黄金的密度为19.3×103kg/m3）,你知道为什么会如此之大吗？③木乃伊的存在年代如何计算?④α射线、β射线、γ射线分别指的是什么？对人体有什么伤害？如何防护？2二、学习本章后，我们应该：1、掌握原子核的基本性质和原子核的衰变类型；2、掌握原子核的衰变规律和应用；3、理解射线与物质相互作用的几种形式；4、理解射线剂量的定义及射线的防护方法;5、了解放射性核素在医学上的应用。三、重点：原子核的衰变类型及衰变规律四、

2、学时数：5～6学时3第一节原子核的基本性质一、原子核的组成、质量和大小原子核由核子（质子、中子）组成1.质子(proton):质子带正电,其质量mp=1.007276μ，（1μ=1.66×10-27Kg,称为统一原子质量单位）；2.中子(neutron):中子不带电，其质量mn=1.008665μ；3.原子序数Z：4.质量数A:原子核中质子和中子的总和称为质量数，记作A原子核的质量几乎都是μ的整数倍，即m=μ·A4原子核内的A、Z值和核能态都相同的一类原子称为同一种核素(或一类具有确定质子数和核子数的中性原子)，其表示符号为AZX或AX如:168O、1

3、H、2H、3H。6.同位素（isotope）:Z值相同、A值不同的核素,彼此称为同位素.同位素丰度:同位素在自然界中的百分比。5.核素(nuclide):57.同核(质)异能素(isomer):用AmX、AX表示，如：99m43Tc是99Tc的同核异能素.8.同量异位素：A相同、Z不相同的原子，称为同量异位素，如：4018Ar和4020Ca。9、同中子异位素中子数相同核素：6原子核的体积正比于原子核的质量数A，原子核的形状近似成球形，其核半径R=R0A1/3R0是常数，R0=1.2×10-15m。核半径比原子半径小106倍。绿豆大小的核（1mm）其原子

4、半径约为1km。9.原子核的大小710、核密度是均匀的，约为：其值远大于水的密度103kg/m3和白金的密度21.5×103kg/m3.原子核是物质高度密集处，为什么？811、核力(nuclearforce)：核力为什么这么强？核密度又为什么如此之大？汤川秀树1935年，发表了核力的介子场论，用数学方法预见介子的存在，解释了这些问题，并于1949年获诺贝尔物理奖。(π+介子带正电、π-带负电、π0介子不带电，其质量为电子质量me的273.3倍、264.2倍)自然界只有四种基本相互作用力：即引力、电磁力、弱力与强力存在于核子间的力称为核力，是短程力（仅在

5、10-15m范围内起作用），是一种强相互作用力，具有饱和性，与核子的带电性无关，核子间不能无限靠近（＜10-1６m即为斥力）。9原子核和原子一样具有分立的能级，称为原子核能级核能级间可以发生跃迁，跃迁时辐射电磁波（即γ射线）释放能量。γ射线基态激发态12.核能级：10二、原子核的自旋和磁矩原子核具有角动量，角动量又称为核自旋。角动量包括:核子自旋运动角动量原子核轨道运动角动量原子核是一个带电体系,具有角动量,也具有核磁矩.11三、原子核结合能和质量亏损1.结合能：核子结合成原子核的过程中，要释放能量，此能量称为结合能。2.质量亏损(massdefect

6、)：任何原子核的质量都小于组成它的所有核子单独存在时的质量之和，其差值称为质量亏损，用Δm表示。如:氘(21H)由一个中子、一个质子组成，但释放出能量为2.225MeV的光子12亏损的质量将转为能量，质能关系：ΔE=Δm·C2=931.5ΔM式中Δm用统一原子质量单位μ作单位，能量ΔE以兆电子伏特(MeV)作单位。1μ质量的物质对应931.5MeV能量．比结合能：原子核的结合能与该核的核子数之比，用ε表示,ε=ΔE/A133、原子核的稳定性：现在已知的核素约有2400多种（陈泽民书），仅约300种核素是稳定的，其余皆为不稳定核素。原子核不稳定的因素有：

7、①比结合能ε小的核不稳定，易于分解，A<30的核结合能都较小，皆以分子形式存在；②非偶偶核不稳定，即Z、A不均为偶数。③中、质比不为1（即中子数/质子数≠1）；④核子数>209不稳定；⑤其他不明原因.不稳定核素将发生核衰变14四、原子核的宇称宇称：指用于描述空间对称性的量子数，是描述微观粒子运动特性的物理量。通常用波函数在空间坐标反演（改变坐标值符号）下的变换性质来表现。当ψ(r)=+ψ(-r)时，称粒子的运动状态具有偶宇称；当ψ(r)=-ψ(-r)时，称粒子的运动状态具有奇宇称。15第二节核衰变类型核衰变（nucleardecay)不稳定核素自发地放

8、出射线变成另一种核素的现象称为原子核衰变，简称核衰变。衰变过程遵守四个守恒定律：质量和能量守恒