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第一章 原子核与放射性 1) “原子” 概念的提出 古希腊时代 哲学思辩 3 常用名词术语 4. 原子核的基本性质 原子核结合能 原子核平均结合能(比结合能 )曲线 1 各原子核中，每个 核子的平均结合能 随质量数而变化 6-9 MeV 2 中等重量的原子核 的比结合能较大 例：估算裂变释放的能量 n + 235U? (236U) ? X + Y + ?E 假设裂变成质量相等的两块 质量数各约为118 235U 核子平均结合能 7.6 MeV 质量数为118的原子核平均结合能 8.6 MeV 两者平均结合能差 ?1 MeV 230多个核子 总的 ?E = 200 MeV! 第三节 放射性衰变和衰变规律 1.3.1. 放射性衰变及其表示 2）带电和不带电 1.3.2 放射性衰变的基本类型 主要有三种基本类型：? 衰变 ? 衰变 ? 衰变 2）?-衰变 母核 子核 ?-射线 衰变能量 14 C → 14N + 0e + (Z,A) ( 6,14 ) ( 7,14 ) ( -1,0 ) ( 0,0 ) 负电子 反中微子 3）? 衰变 137 Cs 137 Ba* （激发态） 母核 ?-衰变 ? 衰变 137 Ba + ? 射线（661.7 keV） 子核（基态） （0.0） 1.3.3 放射性衰变基本规律 1 指数衰减规律 N = N0e-?t N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目 N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目 ?:放射性原子核衰变常数 大小只与原子核本身性质 有关，与外界条件无关; 数值越大衰变越快 半衰期 (T1/2) 定义：一定量的某种放射性原子核， 其中有一半发生了衰变所经过的时间。 N = N0e-?t 由半衰期定义 t = T1/2 ， N=N0/2 代入计算得到 T1/2 = ln 2/ ? T1/2 = 0.693 / ? 2 世界上进行的第1个核反应 （1919，卢瑟福） 弹核 靶核 反应产物 4He + 14N ? 17O + 1H + Q 1869年门捷列夫发表了体现元素周期律的元素周期表，有 63 种元素。 1871年门捷列夫又预言了三种元素，后来在实验上发现：钪、镓、锗。元素周期表成为寻找新元素的指南。后来人们陆续发现了近30种元素. 1940年 发现第1个超铀元素 镎 原子序数 93 …… 原子核壳层模型理论预言：质子数114 的原子核应是稳定的——超重稳定岛的假设：认为可能存在以原子序数为114 为中心的核素稳定岛。 到目前为止，共发现20多种新元素，周期表已延伸到114 号元素，这些元素都是用核物理和核化学方法制造发现的。 周期表的延伸 核素图 以质子数和中子数为坐标所有核素分布图 （稳定+不稳定）,列出它们的组成和有关参数. 网址: /education/isotopes.htm 2 0 世纪最厉害的一把双刃剑 核辐射的基本性质 光电效应 康普顿效应 Compton effect 1 MeV 的粒子穿透物质能力 α 1 页 β 60页/本 2） 中子核反应 例如( n,p)反应 n + 14N → 14C + p 第一步 核反应产生质子 第二步 质子对物质产生 电离作用 　　电离辐射 直接或间接使介质发生电离 效应的带电或不带电的射线 或粒子 (能量 ﹥keV ) α、β、γ、 x、 n、p、 裂变碎片 ? 介子等 　　来 源　 1)放射性物质 (人造 天然） 2)加速器 3)反应堆 4)宇宙射线 5)地球环境 3 剂量当量（H