null第十六章第十六章原子核物理§16-1 原子核的基本性质 §16-1 原子核的基本性质 16-1-1 原子核的构成 1919年，卢瑟福在实验中首先实现了原子核的人工破裂，并发现了质子，记作p； 1932年，英国物理学家查德威克在实验中发现了中子，记作n。 null原子核是由质子和中子构成 ！核子：质子、中子核子半径： 约 0.8×10-15 m 质子质量：中子质量：原子质量单位：定义：碳同位素12C的质量为12u null质子质量：中子质量：核素：各种原子核的统称。X ：元素符号。 A：核素的质量数（核子数）。 Z：核电荷数（核内质子数） 例如：铝：A=27 ， Z =13 null原子核的平均半径：飞米（fm ）氢原子核密度: null16-1-2 核的自旋和磁矩质子和中子的自旋角动量： 质子和中子的自旋角动量的z分量： null原子核的自旋角动量： j 为原子核的自旋量子数 原子核的自旋角动量的z分量： 基态：A = 偶数 j = 整数 A = 奇数 j = 半整数 A = Z（偶数）+N （偶数）j = 0 结论：核子的自旋分量两两反向。 null核磁子： 质子的磁矩：中子的磁矩：负号表示磁矩方向与自旋角动量方向相反。 §16-2 原子核的结合能 核力 §16-2 原子核的结合能 核力 16-2-1 原子核的结合能 质量亏损：核子结合成原子核以后的质量损失。相应的能量值： 结合能： null比结合能越大，核子之间结合得越紧密，原子核越稳定。
A = 60：
结合能最大 重核裂变
轻核聚变 释放能量 null16-2-2 核力 核力：核子之间的相互作用力。null核力的几个重要性质： 自然界最强的一种基本力，其相互作用强度是电磁力的100多倍，又称作强相互作用。 核力是一种短程力，它的作用半径约为3fm。 核力与电荷无关。无论是（p-p）、（p-n）或（n-n）作用，核力的作用性质完全相同。 核力的大小与参与相互作用的核子的相对自旋取向有关。 null量子电动力学指出：
电磁力是通过交换“光子”来传递的。介子 1935年，汤川秀树提出核力是一种交换力的观点。 （p-p）、（n-n）作用： （p-n）作用： §16-3 原子核的稳定性和放射性 §16-3 原子核的稳定性和放射性 16-3-1 原子核的稳定性 现今发现核素：约 2500 种稳定核素： < 300 种放射性衰变：一种核素自发地放出射线而衰变成其他核素的现象。null16-3-2 放射性 三种射线： 射线（氦核束）：穿透能力最差，约0.01mm厚的铅薄片就能阻止它穿过。 射线（电子束）：穿透力稍强，可以穿透0.1mm厚的铅板。 射线（光子束）：穿透能力最强，它可以穿透大约100mm厚的铅板。 null放射性衰变时遵循：能量守恒、动量守恒、角动量守恒、电荷数守恒、核子数守恒等一些基本物理学定律。 衰变式： 衰变条件：衰变前，母核原子的质量必须大于衰变后子核原子和氦原子质量之和。 例如：null 衰变： 例如：例如：（3） 电子俘获（K俘获）：原子核自发地俘获一个核外轨道电子。 例如：null如何解释 -射线的连续能谱？ 中微子假设：
在衰变中放出每一个电子的同时会伴随一个中微子（轻的中性粒子）出射 。三种 衰变的一般形式： null中微子特性：⑴ 不带电；⑵ 质量几乎为零；
⑶ 自旋量子数为 1/2 。 衰变： 射线是一种高能电磁辐射。 衰变式： Y* 表示处于激发态的原子核。例如：null16-3-3 放射性衰变规律 半衰期 放射性衰变规律： ：衰变恒量 积分可得： 越大，衰变越快。 null半衰期计算式：定义半衰期（T1/2 ） ：放射性核素衰减到原来数目的一半所需要的时间。半衰期: 反映放射性核素稳定性的物理量。平均寿命（τ ） ：描述放射性核素衰变快慢的物理量。null将结论：经过平均寿命后，剩下的核素数目约为原来的37％。 null放射性活度（A ）：放射性物质在单位时间内发生衰变的原子核数目。贝克（Bq） （每秒产生一次核衰变）居里（Ci） 夜光表中放射性物质的放射性活度： 4×104Bq 用于癌症治疗的放射性活度约为： 4×1013Bq 单位：null例1 放射性元素镭 的半衰期是1600年，（1）它的衰变常数是多少？ （2）若 t = 0 时样品中含有 3.0×1016个镭核，试确定2000年后其放射性活度。解 ⑴ ⑵ nullnull16-3-4 放射性辐射的生物效应辐射剂量测定法 ：定量描述射线对活组织作用效应的
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
。吸收剂量： 单位质量的受照物质吸收射线的平均能量。吸收剂量的国际单位制单位：戈瑞（gray，Gy） 吸收剂量的常用单位：拉德（rad ）null相对生物学效应（RBE） 几种辐射的RBE值当量剂量：衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量。当量剂量 ( Sv ) =
RBE×吸收剂量( Gy ) 希沃特( Sv ) null当量剂量（rem）= RBE×吸收剂量（rad） 雷姆（rem ） 1 rem = 0.01 Sv 普通X射线胸透的当量剂量：0.20 ~ 0.40 mSv。 公众每年的有效剂量限值为1 mSv。 接触射线的职业人员：5年内平均每年的有效限值剂量为每年20 mSv；任何一年不得超过50 mSv。 §16-4 原子核裂变和聚变 §16-4 原子核裂变和聚变 16-4-1 原子核裂变A = 240 ，7.6 MeV A = 120 ， 8.5 MeV 比结合能差：0.9 MeV 释放能量：null裂变反应式： （k = 1，2，…） 常见的反应式：二分裂变：分裂成两块碎片。三分裂变：分裂成三块碎片。null平均一个铀核裂变产生2.5个中子。链式反应 ：null16-4-2 核聚变 核聚变：当两个或两个以上的轻核结合成较重原子核时，会有能量释放出来的过程。 目前实验室研究的核聚变反应 ：聚变核子平均： 3.6 MeV 裂变核子平均： 0.85 MeV nullEk = 0.6×10-13 J 按经典理论估算： 引发聚变反应（热核反应）的一般温度： 108 K聚变反应条件：① 等离子体温度和密度必须足够大；
② 等离子体的温度和密度必须维持足够长时间。 null16-4-3 热核聚变的几种约束 引力约束聚变——太阳能太阳燃烧氢： 5×1016 kg/s，放出能量3.2×1031J 惯性约束聚变——氢弹null 磁约束——可控聚变反应
浙公网安备 33021202002483