清华大学 辐射安全与防护培训--放射性基础知识(2008-10).ppt

《清华大学 辐射安全与防护培训--放射性基础知识(2008-10).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、辐射安全与防护培训班培训课程（放射性基础知识）清华大学工程物理系陈伯显2009年2月课程重点：原子核的基本性质；原子核的放射性及放射性衰变规律；射线与物质相互作用的主要过程（带电粒子、X和辐射和中子）；辐射源的分类和核技术应用中的辐射源。要求：掌握基本概念（在工作中使用频率高），在后续课程中反复使用和训练。第一节原子核的基本性质1.1原子与原子核“原子”源自希腊文，意思是“不可分割的”。按照现代的观点。原子作为物质结构的一个层次。研究原子的组成、组成物（主要是核外轨道电子）的运动规律、其相互作用的规律及化学周期表等。其表征特征为物质的物理、化学性质和

2、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。其表征特征为原子核的放射性。实际上元素符号X和原子序数Z具有唯一、确定的关系，所以用符号X足以表示一个特定的元素。元素的表示原子序数化学符号每一个原子隶属于某一种元素，例如：氢原子，氘原子均属于氢元素，在元素周期表中为1号元素，一般表示为；元素的原子量是该元素各原子的原子质量的加权平均值。对：(一)原子结构模型1871～19371908年诺贝尔化学奖1909年卢瑟福散射试验，1911年提出原子的核式模型。卢瑟福散射实验结论：正电荷集

3、中在原子的中心，即原子核；线度为10–12~10-13cm量级，为原子的10–4量级；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，要求：原子核所带电量与核外电子电量相等，核电荷与核外电子电荷符号相反。即：核电荷Ze，核外电子电荷–Ze。现代原子结构原子核中子质子电子(电子云)+++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。电荷数为的原子核含有个质子。1901～1976因量子力学方面贡献，获1935年诺贝尔物理奖。（

4、二）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)实际上核素符号X和质子数Z具有唯一、确定的关系，所以用符号AX足以表示一个特定的核素。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：（三）原子核物理常用术语及意义1).核素（nuclide）具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种原子核或原子称为核素。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。同量异位素，A同，Z、N不同。同中异荷素，N同，A、Z不同。同位素，Z同，A、N不同。同质异能素，A、Z同，能态不同。某

5、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。我们把具有相同质子数，但核子数不同的核素所对应的原子称为某元素的同位素。同位是指该元素的各种原子在元素周期表中处于同一个位置，它们具有基本相同的化学性质。2).同位素（Isotope）和同位素丰度铀的三种同位素。氢的三种同位素；99.756%、0.039%、0.205%99.985%、0.015%0.0055％、0.7200%、99.2745%99.985%、0.015%3).稳定核素和放射性同位素其中，稳定同位素为：而为放射性同位素，具有放射性，放出最大能量为~18KeV的射线，其半衰期。它的产生

6、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。氢的三种同位素具有相同的化学性质，但其放射性却不同。4).核素和核素图根据原子核的稳定性,可以把核素分为稳定的核素和不稳定的放射性核素。原子核的稳定性与核内质子数和中子数之间的比例存在着密切的关系。我们可以把核素排在一张所谓核素图上。核素图共包含2000个核素,其中天然存在332个核素(280为稳定核素),人工放射性核素1600多个。5).人工放射性核素是指非天然和自然界的因素生成的放射性核素，而是在反应堆或加速器所生成。同位素技术中应用最广泛的放射源---钴源（）就是在反应堆中生成。将金属钴，即

7、，其丰度　　　　　，放在反应堆孔道内，利用中子照射　　　，发生如下核反应：工业上应用于食品和医疗器具的杀菌、消毒的钴源（　　），其活度达几十万至百万居里（　　）。（一）原子质量单位：1960年物理学国际会议通过采用：1.2原子核的质量与结合能第二部分核与放射性的基本物理基础（二）质能联系定律—爱因斯坦相对论关系：其中为物体（粒子）的静止质量，为物体的运动速度，为真空中的光速。物体（粒子）的动能：当原子核的质量用原子质量表示为为电子的质量；为原子核外轨道电子得结合能的总和；，核质量则可表示为：（三）原子质量和原子核质量核数据表中给出的均为原子质量（三

8、）质量亏损所有的核都存在质量亏损，即原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和的，少的那部分质量称为质量