特种设备检测 射线检测的物理基础.pdf

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1、第1章射线检测的物理基础1.1原子与原子结构1.2射线的种类和性质1.3射线与物质的相互作用1.4射线照相法的原理与特点2016年7月RTⅢ取证班21.1原子与原子结构•学习原子和原子核结构理论•了解射线产生的机理2016年7月RTⅢ取证班31.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•一切物质都是由元素构成的。迄今为止，已发现的元素有100多种。天然存在的90多种，人工制造的有10多种。•元素符号用该元素拉丁文名称的第一个字母大写：碳C，钴Co，铁Fe…2016年7月RTⅢ取证班41.1原子与原子结构

2、1.1.1元素与原子•原子：组成单质和化合物分子的最小微粒，由原子核和核外电子构成。•是元素的具体存在，是体现元素性质的最小微粒。°单质状态的碳C构成的物质：金刚石、石墨°化合物：CO2•在化学反应中，原子的种类和性质不会发生变化。2016年7月RTⅢ取证班51.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•原子的质量原子的质量极其微小。氢原子的质量为1.673×10-24g。物理学中采用“原子质量单位”，用符号“u”表示，规定碳同位素૚૛۱（质量为1.993×10-23g）的1/12（1.667×10-2

3、4g）为1u。૟•原子量原子量是某元素原子的平均质量相对于1u的比值。如：氢原子量为1.673×10-24/1.667×10-24≈1，氧原子量为2.657×10-23/1.667×10-24≈16。2016年7月RTⅢ取证班61.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•原子的构成由一个原子核和若干个核外电子组成。原子核-原子+原子核+核外电子°原子核带正电荷，位于原子中心。核外电子带负电荷，绕原子核作高速运动。-°正、负电荷相等，原子对外呈电中性。电子2016年7月RTⅢ取证班71.1原子与原子结构

4、1.1.1元素与原子•电子°电子的质量极轻，为9.109×10-28g原子核-，等于氢原子的1/1837。+°电子带一个单位负电荷（1.602×10-19C）。-电子2016年7月RTⅢ取证班81.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•核电荷数°原子核所带的正电荷数与核外电子所带负电荷数相等，所以核外电子数就等于核电荷数。°不同元素的核电荷数不同，核外电子数也不同。如氢，核电荷数为1，核外1个电子；氧，核电荷数为8，核外8个电子。2016年7月RTⅢ取证班91.1原子与原子结构1.1.1元素与原子°

5、在元素周期表中，元素的次序按核电荷数排列，周期表中的原子序数Z等于核电荷数。如：钴60，核电荷数为27，当发生β衰变后，放出β粒子，核电荷数变为28，就不再为钴元素，而变成了镍元素。૟૙࡯࢕β→૟૙ࡺ࢏+β૛ૠ૛ૡ核电荷数决定了元素的种类！2016年7月RTⅢ取证班101.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•原子核的构成原子核由更小的两种粒子中子质子，质子和中子构成。原子核原子原子核+核外电子质子+中子电子2016年7月RTⅢ取证班111.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•质子中子°质子带1个

6、单位正电荷，中子不带电。质子°原子核中有几个质子，就有几个核电荷数。因此：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数电子2016年7月RTⅢ取证班121.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•质子、中子的质量°质子的质量与中子的质量几乎相等，都中子接近Iu。质子°电子太轻（1/1837），计算原子质量时可忽略不计。相对原子质量=质子数+中子数中子数=相对原子质量-质子数电子2016年7月RTⅢ取证班131.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•小结°质子：决定元素的种类，与中子同决定中子原子的相对原子质

7、量。૚૚૛质子૚ࡴ，૟࡯°中子：决定原子的种类，与质子共同决定原子的相对原子质量。૚ࡴ，૛ࡴ૚૚，૜ࡴ૚°电子：最外层电子数决定元素的化学性质。+-H，Cl电子2016年7月RTⅢ取证班141.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•核素——具有一定质子数、中子数，并处于特定能量状态的原子或原子核。核素的标准写法：AXZ质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）60如：27Co，质量数为60，质子数为27，中子数=60-27=33。工程应用时可直接书写元素符号和质量数来表示某一核素，如Co59或Co60

8、。2016年7月RTⅢ取证班151.1原子与原子结构1.1.1元素与原子•同位素°一种元素可包含多种核素。°同一种元素必定具有相同的核电荷数，即核内质子数相同，但核内的中子数却可以不同。ଵܪ，ଶܪ，ଷܪ——质子数、电子数相同，中子数分别为0ଵଵଵ、1、2。ହଽܥ݋，଺଴ܥ݋——质子数、电子数都为27，中子数分别为32和ଶ଻ଶ଻33。这些质子数相同而中子数不同（或核电荷数相同而相对原子质量不同）的各种原子互为同位素。2016年7月RTⅢ取证班161.1原子与原子结构1.