核輻射物理电子讲义第一章.doc

核辐射物理及探测学 辐射的定义（Radiation）: 　　以玻或运动粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量（如声辐射、热辐射、电磁辐射、辐射、辐射、中子辐射等）的统称。 　　通常论及的“辐射”概念是狭义的，它不包括无线电波和射频波等低能电磁辐射，也不包括声辐射和热辐射，而仅是指高能电磁辐射（光辐射）和粒子辐射。这种狭义的“辐射”又称为“射线”。 　　按照其来源，辐射（射线）可以分为核辐射、原子辐射、宇宙辐射等，又可分为天然辐射、人工辐射等。 　　按照其荷电情况和粒子性质，辐射（射线）又可分为：带电粒子辐射，如、p、D、T、、、等；中性粒子，如n、、等；电磁辐射，如射线和射线等。　　 课程介绍： 　　核辐射物理及探测学是工程物理系本科生的一门主干专业基础课。本课程要使学生对于核辐射物理学、辐射探测器的原理、性能和应用以及探测辐射的基本理论与方法具有深入明确的了解，并具有创造性地灵活应用的能力。经过后续实验课的学习，学生在辐射探测实验技术方面将进一步获得充分的训练。 　　核辐射物理及探测学是一门内容非常丰富与科学实验关系极其密切的课程。核辐射物理涉及原子核的基本性质、各种辐射的产生、特征，辐射与物质的相互作用及微观世界的统计概率特性等，是核科学及核工程的基础。辐射探测学是近百年来核科学工作者在实践中发明、发展的探测器与探测方法的归纳和总结。通过课程学习应当培养学生掌握如何从实际出发分析问题、解决问题，以及如何综合应用基础理论和所学的各种知识的思维方法和能力，本课程中讲授的核辐射物理、辐射探测器与探测方法方面的知识，将为学生将来从事核能与核科学科研、生产、管理等工作打下良好的基础。 　　本课程主要由三部分组成： （1）核辐射物理学。（第一章～第六章）这既是辐射探测的物理基础，又是其他专业课的基础。 　　　　　　　　　 22学时 （2）辐射探侧器件与装置的原理、性能和应用。（第七章～第十章）26学时 （3）探测辐射的理论和方法。（第十一章，第十二章） 16学时 教科书：《核辐射物理与探测学》（讲义）陈伯显编著 　　　　《致电离辐射探测学》（讲义）安继刚编著 参考书：《原子核物理实验方法》复旦,清华,北大合编 出版社：原子能出版社 《辐射探测与测量》 (美)格伦 F.诺尔 著 出版社：原子能出版社 《Nuclear Radiation Physics》 Ralph E. Lapp and Howard L. Andrews, Prentice-Hell, Inc, Endlewood Cliffs, New Jersey, 1997. 第1章　原子核的基本性质 1.1 原子核的组成及其稳定性 1.为什么不能由质子和电子组成？ 　　氦核的大小　，，所以　　 　　由不确定关系 　　　　　 　　由相对论方程 　　　　　　　　　 　　　　　　　 所以不成立，从原子核的自旋也无法解释。 2.常用术语 　1)核素（nuclide）―特定中子、质子数；特定的能态(一般为基态)。 　2)同位素(isotopes)―相同的质子数。 　　如氧的三种天然同位素。其天然含量的百分比即同位素的丰度分别为　　　 　　　　　　 各种元素的同位素丰度可由手册查得。 3)同中子异荷素（isotones）—相同的中子数，如。 4)同量异位素（isobar）—相同的核子数，如。 　 5)同质异能素（isomer）―中子数质子数相同，但能态不同。 　　同质异能素所处状态为同质异能态即较长的激发态。如的半衰期为2.81小时，为的同质异能素。 　 6)偶A核－ 偶偶核（e-e核）；奇奇核（o-o）核； 　　奇A核－偶奇核（e-o核）；奇偶核（o-e ）核。 3.核素图 　　什么是核素图？即Z（质子数）-N（中子数）的直方图。 　　其特点：　　 　　１).核素图包括300多个天然存在的核素（其中稳定核素280多个，放射性核素30多个及1600多个人工放射性核素。 　　２).稳定同位素几乎全落在一条光滑的曲线，稳定曲线在轻核靠近线，而对重核则偏离线。 　　3).偏离稳定曲线上方的核素为丰中子，易发生衰变；下方的核素为缺中子，易发生衰变。 1.2原子核的大小 　　根据测量方法有核力半径和电荷分布半径，有如下关系： 　　　　　　　（电荷半径） 　　　　　　　　　　 （核力半