原子核和放射性课件.ppt

第十五章原子核和放射性 医用物理教研室 * * 基本内容： 1、原子核的基本性质 2、原子核的衰变类型 3、原子核的衰变规律 1945年8月7日早晨，一颗挂在降落伞下的“炸弹”在日本广岛上空爆炸，这座城市顷刻间被夷为平地，死伤306545人．三天之后，同样的命运降临长崎，死伤138905人．造成这场空前浩劫的，是一种叫“原子弹”的新式武器．它的出现结束了二战，却又带来了冷战．它的出现深刻地改变了军事战略，也深远地影响着人类命运． 原子弹爆炸结束二战核武器竞争威胁人类。 　 1945年5月，前苏联红军攻克柏林，德国法西斯宣布投降．然而，在远东，日本法西斯仍在作垂死挣扎．当时估算，如果占领日本本土，美军起码还得付出死亡一二百万人的沉重代价．这一切促使美国最高当局下决心动用原子弹，以尽早结束战争． 　　 其实，当时日本和德国都在研制原子弹，只是由于四面楚歌、力不从心而进展缓慢．就在广岛被原子弹轰炸后几小时，日本军部立即派研制原子弹的核科学家二阶义男带领“2号研究”（即原子弹研究）人员去广岛作现场调查．之后，把这批人员招集到大本营，副总参谋长河边将军问道：“你们能不能在半年内造出原子弹来？如果能做到的话，我们就把你们这些专家和天皇一起藏到长野山下用花岗岩造的地下堡垒中保护起来．军队不惜代价再坚持6个月没有问题，到那时就可以对美军还以颜色了．” 　　二阶义男回答说：“阁下，不要说6个月内造不出原子弹，就是再花6年也不行．” 　 听了首席科学家的这番话，河边将军默不作声，并立即向军部作了汇报．三天后，当长崎也传来被原子弹炸成平地的消息后，日本最高当局中的主战派顿时像泄了气的皮球．此时，美国又放出空气，声称还有100颗原子弹（其实当时还没有新的原子弹生产出来）将投向日本，如果日本不投降的话．在这种严峻的形势下，经过幕后活动，日本天皇终于在8月15日宣布无条件投降． 原子弹爆炸 大亚湾核电站夜景 神经胶质瘤患者头部的核磁共振断面像 人类认识原子结构的简单历史 1787年，道尔顿——原子 一切物质都是由不可见的、不可再分割的原子组成。 1811年，阿佛加德罗——分子 原子不能独立存在，相互结合在一起形成分子才能独立存在。 十九世纪中期——原子分子论 原子不可再分。 1897年，汤姆逊发现电子——提出原子结构模型 原子是由带正电的连续体和在其内部运动的负电子构成的。 1911年， 卢瑟福α散射——核式模型 1913年，玻尔原子模型 20世纪20年代以来——现代模型（电子云模型） 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团，在一个确定电子的时刻不能精确测定电子的确切位置 第一节 原子核的基本性质 15.1 原子核的组成、质量和大小 1．原子核的电荷 （1）质子 带正电，其电量绝对值等于电子的电量。Z （2）中子 不带电，N 核子数：也称为质量数 A＝Z+N （1）原子核质量的表示 原子质量单位（以12C的1/12为原子质量单位） 1u＝1.660540×10-27kg （2）原子核的分类 a.同位素（元素周期表中位置相同，同位素丰度） b.同中子异位素（中子数相同） c.同量异位素（质量数相同，质子数不同） d.同质异能素（质量数和质子数都相同，能量不同） 2. 原子核的质量 15.2 原子核的性质 对于轻核 的核半径为: 对于重核 的核半径为: 通过估算,可以看出各种原子核半径大小均处于同一数量级上,且随着各种元素之不同彼此之间又略有差异. 根据实验表明,除少数例外,原子核是近似球形的,其体积为: 由此可得到一个非常重要的结论:在一切原子核中,核物质的密度近似为一常数,不妨作这样一个比拟,水的密度是103kg/m3,而原子核的密度比水要大1014倍,足见原子核是物质紧密集中之处,且密度大得惊人！————针尖大的物体，质量一吨！ 15.4 原子核的结合能及质量亏损 原子核既然是由质子和中子组成的，它的质量就 应等于所有质子和中子的质量之和： 根据爱因斯坦质能关系，可得原子核的结合能： mx=Zmp+(A-Z)mn 但实验测定的原子质量mx总是小于所有核子质量 之和，这一差值称为原子核的质量亏损： ?m=Zmp+(A-Z)mn-mX 质子和中子组成核的过程中