放射性基础知识概述(.ppt

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1、放射性基础知识赵福祥江苏省辐射环境监测管理站2006年4月2006年江苏省核与辐射监督管理和监测技术人员上岗培训原子核由中子和质子组成，中子不带电，质子带单位正电荷。中子和质子质量相当，分别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子统称为核子，数目以A表示，A称为核子数或质量数，核中质子数记为Z，中子数记为N。常用如下形式表示一个原子核：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原子核由中子和质子组成，中子不带电，质子带单位正电荷

2、。中子和质子质量相当，分别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子统称为核子，数目以A表示，A称为核子数或质量数，核中质子数记为Z，中子数记为N。常用如下形式表示一个原子核：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X足以表示一个特定的核素。原子的表示原子序数化学符号1）汤姆逊模型1903年，汤姆逊提出模型：原子是一个半径大约为10-10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。同年，长冈半太郎认为正负电子不可能相互渗透，提出了电子均匀地分布在一个环上，环中心是一个具有大质

3、量的带正电的球，被他称为“土星型模型”结构。1原子结构模型3）.原子结构进化示意图现代原子结构卢瑟福散射实验结论：正电荷集中在原子的中心，即原子核；线度为10–12cm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。中子、质子和电子的质量与电荷质量(u)电荷(e)中子0质子＋1电子－1原子核的大小（P8）原子核的半径,根据测量方法：核力半径和电荷分布半

4、径。它们结果相近，均与A1/3成正比。电荷半径：核力半径：重要结论：原子核半径近似正比于A1/3，原子核体积近似正比于A。原子核的密度P8：代入：得：结论：原子核密度为常数，且非常大。原子的壳层结构P2原子核核外电子又常称为轨道电子，把电子看成沿一定的轨道运动最靠近核的一个壳层称为K层，在它外面依次为L壳层，M壳层，N壳层，O壳层等等。每个壳层最多可容纳2n2个电子，以K壳层而言，最多可容纳2个电子；L壳层最多可容纳8个电子；M壳层为18个电子，…在正常状态下，电子先充满较低的能级（P3）受到内在或外来因素

5、的作用时，处在低能级的电子有可能被激发到较高的能级上（称为激发过程）；或电子被电离到原子的壳层之外（称为电离过程）。特征X射线。图2-1原子能级图和主要的K系和L系特征X射线原子核物理常用术语（P5）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。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。具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元

6、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。)表示方法:238U、U-238、铀-2382).同位素（isotope）和同位素丰度铀的二种同位素。氢的三种同位素；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。99.985%、0.015%99.756%、0.039%、0.205%3).同中子异荷素（isotone）4).同量异位素（isobar）质量数A相同，质子数Z不同的核素。中子数N相同，质子数Z不同的核素。也称为同中子素或同中异位素。5).同质异能素（is

7、omer）质子数Z和中子数N均相同，而能态不同的核素。同质异能态：同质异能素所处的能态，是寿命比较长的激发态。激发态半衰期为2.81hr。图1-2核素图（部分）图1-3稳定核素分布图稳定核素几乎全落在一条光滑曲线上或紧靠曲线的两侧，我们把这条曲线称为β稳定曲线。稳定曲线上方的核素为丰中子核素，易发生β-衰变。位于稳定曲线下方的核素为缺中子核素，易发生β+衰变原子核的结合能质量和能量都是物质同时具有的两个属性，任何具有一定质量的物体必须与一定的能量相联系E=mc2一个原子质量单位相联系的静止质量相应的能量为9

8、31.494013MeV图1-4比结合能曲线获得能量：一是重核裂变，即一个重核分裂成两个中等质量的核，人们依靠重核裂变的原理制造出原子反应堆与原子弹一是轻核聚变。依靠轻核聚变的原理制造出氢弹和人们正在探索的可控聚变反应。五、核衰变（P11）1896年贝可勒尔(A.H.Becquerel)发现了铀的放射现象，这是人类第一次在实验室里观察到原子核现象。在磁场中研究射线的性质时，证明它是由三种成分组成的。一个成分在磁场