射线检测物理基础(刘怿欢).pdf

1 射线检测的物理基础 天津市特种设备监督检验技术研究院 刘怿欢 2014-9-17 主要内容 原子与原子结构 射线的种类和性 射线与物质的相互作用 射线照相法的原理与特点 2 1.1 原子与原子结构 1.1.1 元素与原子 世界上一切物质都是由元素构成的，迄今 为止，已发现的元素有100多种，其中天 然存在的有94种，人工制造的有十几种。  为便于表达和书写，每种元素都用一定的 符号来表示，称作元素符号。元素符号采 用该元素拉丁文名称第一个字母的大写， 或再附加一个小写字母。例如，碳的元素 符号是C，钴的元素符号是Co，铁的元素 符号是Fe，等等。  原子是元素的具体存在，是体现元素性质 的最小微粒。在化学反应中，原子的种类 和性质不会发生变化。  原子的质量极其微小，为了计算和表示方 便，引入了“原子质量单位”，简称“原子 量”。 将碳原子质量的1/12作为一个原子质量单 位，一个原子质量单位大小为1.660566× -27 10 千克。碳原子的原子质量为12，即碳 的原子量为12。  原子由一个原子核和若干个核外电子组成 。原子核带正电荷，位于原子中心，电子 带负电，在原子核周围高速运动。原子核 所带的正电荷与核外电子所带的负电荷相 同，所以，整个原子呈电中性。 构成原子的粒子及其性 原 子 核 构成原子 电 子 的微粒 子 中 子 电性和电量 1个电子带1个 1个质子带1个 不显电性 单位负电荷 单位正电荷 质量/kg 9.109 ×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27 相对质量 1/1836 1.007 1.008  原子构成有如下特点： 原子是由原子核和核外电子所构成。 有的人说是作行星运动，实质上是不准确的， 因为行星运动，是由引力场维持的，而电子 与原子核之间是由电场维持的，其本质是不 同的。电子在一定轨道上绕核运动。 原子是有质量、有尺寸的一种粒子。 在原子中，原子核所带的正电荷数（简称 核电荷数）与核外电子所带的负电荷数相 等。所以核外电子数就等于核电荷数。不 同元素的核电荷数不同，核外电子数也不 同。元素周期表中，元素的次序就是按核 电荷数排列的，因此，周期表中的原子序 数Z等于核电荷数。  原子核仍然可以再分，试验证明，原子核是 由两种更小的粒子即质子和中子组成的。  中子不带电，1个质子带1个单位正电荷，原 子核中有几个质子，就有几个核电荷，因此 得到以下关系： 质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数 -24 质子的质量为1.6726X10 克，中子的质 -24 量为1.6749X10 克，两者质量几乎相等 。用原子质量单位度量，质子的质量为 1.007u，中子的质量为1.008u，都接近于 l，而电子太轻，计算原子量时可以忽略