生活中的核物理.pdfVIP

生活中的核物理 生活中的核物理 生生活活中中的的核核物物理理 摘 要 摘 要 摘摘 要要：列举生活中的核物理放射性应用，分析各种应用的安全性， 以及它们对环境和人体的影响，说明周围的核辐射污染，增加人们对 于核能和核物理的认识，让人们更加理性的应对各种有关核安全的问 题。 ： 关键词 核物理；放射性；核能应用；安全性；辐射污染 我们的生活中存在着许多的与核物理有关的应用：电力，安检，医疗诊断， 环境保护...这些应用正在改变着我们的生活甚至某些观念。 一 基本概念 1 原子核结构 核物理全称原子核物理。1896年法国科学家贝克勒尔发现天然放射性现象， 这是人类第一次观察到核变化，通常人们把这一重大发现看成是核科学的开端。 原子核结构如下图（其中包括原子的结构） 2 放射性 放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ 射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性。 衰变时放出的能量称为衰变能量。原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放 射性，但某些原子序数小于 83 的元素（如锝）也具有放射性。 α粒子的穿透力最小，一张纸壳 挡住。β粒子由铝屏蔽。γ射线 穿透力强，必须使用实质性的障 碍，例如一层非常厚的铅，但仍 然未能完全阻挡。 3 核能 核能是通过原子核反应而释放出的巨大能量。核能涉及到的不是物理和化学变 化，而是原子核的变化，也就是说，在生产核能的过程中，原子核发生了变化， 由一种原子变成了另外的原子。核能分成两种，一种是核裂变能，简称裂变能; 一种是核聚变能，简称聚变能。裂变能是通过一些重原子核裂变释放出的能量； 聚变能是由两个轻原子核结合在一起释放出的能量。 二 应用 1 核医学 X光检查、、核磁共振检查都是核医学的应用，以下简单介绍一下其原理。 （1）X光检查，CT检查基本原理是利用X光具有穿透性，对不同密度的物质 有不同的穿透能力的特点来进行人体内部组织结构的成像。X光本质是一种波长 较短的电磁波，因最早于1895年由伦琴发现故又称伦琴射线。 （2）核磁共振检查基本原理是利用人体内不同的组织含水量不同，通过识别 水分子中氢原子信号的分布来推测水分子在人体内的分布，并以此绘制出一幅比 较完整的人体内部结构图像。其中识别氢原子的过程则是利用了磁矩不为零的原 子核在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的 物理特性。 2 放射测年法 这个应用相对离我们的生活较远，但是在考古鉴别年份上有着很重要的地位。 14 其原理是依据 的放射性衰变强度随时间的变化规律推测出文物所在年份，具 C 体如下： 12 13 14 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素 、 和放射性同位素 ， C C C 14 14 其中 的半衰期为5730年。宇宙射线在大气中能够产生放射性 ，并能与氧 C C 结合成二氧化碳形后进入所有活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。只要植物 14 或动物生存着，它们就会持续不断地吸收 ，在机体内保持一定的水平。而当