辐射监测第3章放射性基础知识

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1、第3章放射性基础知识3.1原子与原子核3.2天然放射系3.3原子核衰变3.4原子核衰变的一般规律3.5辐射监测常用的量及单位3.1原子与原子核“原子”源自希腊文，意思是“不可分割的”。研究原子的组成、组成物的运动规律及其相互作用的规律。其表征量为物质的物理、化学性质和光谱特性。“原子核”则是研究物质结构的另一个更深的层次，研究原子核的组成、性质、核力、核模型、核的蜕变及核能的利用等。其表征为原子核的放射性。第3章放射性基础知识第3章放射性基础3.1原子与原子核3.1.1原子1.原子质量老的表示：以16O原子质量的1/1

2、6作为原子质量单位,记为：amu。新的表示：以12C原子质量的1/12作为原子质量单位，记为：u地球上最轻的原子是氢原子，其原子核仅由一个质子组成，核外只有一个轨道电子原子的质量主要集中在原子核上第3章放射性基础2原子结构模型3.1.1原子(1)公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。(2)19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。第3章放射性基础2原子结构模型3.1.1原子（3）原子的汤姆逊模型1897年，英国科学家汤姆生发现了

3、电子。1903年，汤姆逊提出了新的原子构造模型：原子是一个半径大约为10-8厘米的球体，正电荷均匀地分布于整个球体，电子则稀疏地嵌在球体中，这是一个类似葡萄干面包的原子模型。第3章放射性基础2原子结构模型3.1.1原子葡萄干原子模型（4）原子的核式模型1871～19371908年诺贝尔化学奖1909年卢瑟福散射试验。2.原子结构模型第3章放射性基础1911年提出原子的核式模型正电荷集中在原子的中心，即原子核；质量为整个原子的99.9%以上；从此建立了原子的有核模型。原子的电中性，原子核所带电量与核外电子电量相等。核电

4、荷与核外电子电荷符号相反。即：核电荷Ze，核外电子电荷–Ze。原子核中子质子电子(电子云)+++第3章放射性基础3.1.1原子3.原子的能量原子核外电子排布电子层符号电子层数(n)电子的能量电子离核远近KLMNOPQ1234567低→高近→远3.1.2原子核1.原子核的组成1932年查德威克(J.Chadwick)发现中子。(据此获1935年诺贝尔物理学奖)第3章放射性基础用粒子轰击铍，铍放射出穿透力很强的中性粒子，可以将含氢物质中的质子击出，并证明其有与质子相近的质量。1891～1974实验中放出的不是高能，而是

5、中子。中子发现后，海森堡(W.Heisenberg)很快提出：原子核由质子和中子组成，并得到实验支持。中子和质子统称为核子。中子不带电,质子带正电，电量为e。电荷数为Z的原子核含有Z个质子。1901～1976因量子力学方面贡献，获1932年诺贝尔物理奖。3.1.2原子核第3章放射性基础原子核的表示核子数质子数中子数元素符号例如：为三个核素，可表示为3.1.2原子核第3章放射性基础2原子核的稳定性在原子序数Z>83的元素(铋)中，没有稳定的同位素。原子核质量总是小于构成它的核子质量的总和，这一质量差△m称作质量亏损。根据

6、爱因斯坦的质能公式：能量也必然发生相应的变化，即：△E称作原子核的结合能，即各核子结合在一起构成原子核时所释放的能量。质量亏损越大，结合能越大，核子间结合的越紧密，原子核就越稳定。3核能级3.1.2原子核第3章放射性基础原子核具有许多能级，最低的能级称为基级，高的能级称为激发能级，通常用平行线来表示核的能级，最低的线代表基级，用0表示，表示激发能级的横线和基线的距离与它们的能量差成正比例（用兆电子伏特为单位）。距离基线最近的代表第一能级，其次是第二、第三……等激发能级。3.1.3常用术语及意义1.核素（nuclide）

7、具有相同的中子数和质子数，处于相同的、寿命可测的能态的的一类原子称为核素。核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同，就是不同的核素。两种核素，A同，Z、N不同。两种核素，N同，A、Z不同。两种核素，Z同，A、N不同。两种核素，A、Z、N同，能态不同。23892U146某元素中各同位素天然含量的原子数百分比称为同位素丰度。具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元素的同位素。(即Z相同，N不同，在元素周期表中处于同一个位置，具有基本相同化学性质。)2.同位素（Isotope）和同位素丰度铀的二种同位素。氢的三种同位素；

8、99.756%、0.039%、0.205%99.985%、0.015%0.724%、99.276%99.985%、0.015%3.稳定核素和放射性同位素其中，稳定同位素为：而3H为放射性同位素，具有β放射性，放出最大能量为~18KeV的β射线，其半衰期。它的产生是宇宙射线与空气中的N和O发生核反应，称为宇生放射性。氢的三种同位素具