第十三章原子核.ppt

质子的性质 质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同 它的质量等于一个电子质量的1836倍. 质子的性质和氢原子核的性质完全相同 质子就是氢原子核 中子的性质 中子的质量和质子的质量基本相同 中子不带电.是中性粒子. 自由中子具有放射性. 原子核的组成 氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转； 氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转； 锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转； 铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转； …… 各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数； 原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分. 什么是放射性？ 像铀(U)、钋(Po)、镭(Ra)等元素能自发地放出一些人眼看不见的、能穿透黑纸使照相底片感光的射线，这种现象叫放射性现象.这些元素叫放射性元素. 三种射线 α射线 β射线 γ射线 α射线的性质 　　1. α射线由带正电荷的粒子组成 2.每个α粒子带的电荷是电子电荷的2倍 3.α粒子质量基本等于氦原子的质量 　　4.所以α射线的穿透本领最小 α粒子就是氦原子核. β射线的性质 1.β射线由带负电荷的粒子组成. 2.每个β粒子带的电荷等于电子电荷 3.β粒子质量基本等于电子的质量 4.β射线的穿透本领较强 β粒子就是电子. γ射线 γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的. 　　γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板. 三、放射性活度（radioactivity） 1.定义 子核与母核质量相同，电荷数增加1。 例：　　3215P → 3216S ＋ β- ＋ 00? ＋ Q 衰变能Q转变成三个生成物的动能。 由于核内无电子，β-衰变的产生显然是在中子偏多的核中有中子转变成质子，即 10n → 11H ＋ β- ＋　00? ＋ Q 三．β+ 衰变 放射性核素放出一个β+ 粒子和一个中微子00ν的过程。 β+ 即正电子，其质量和电量与电子相等， 而电性相反，以β+ 或0+1e表示。 AZX → AZ-1Y ＋ β+ ＋ 00ν ＋ Q 如： 137N → 136C ＋β+ ＋ 00ν ＋ Q 原子核内无正电子，显然β+衰变的产生是在质子偏多的核中有质子转变成中子的结果，即 11H → 10n ＋β+ ＋ 00ν ＋Q 发生β+ 衰变后，子核与母核的质量数相同，原子序数减少1，即 衰变方程: 四．?电子俘获 放射性核素有可能把核外一个轨道电子俘获到核内，使核内的一个质子变成一个中子，并同时放射出一个中微子。此过程称电子俘获。 11H ＋ 0-1e → 10n ＋ 00ν ＋Q 衰变方程: 例： 5526Fe ＋ 0-1e → 5525Mn ＋ 00ν ＋Q 电子俘获后，子核的电荷数比母核少1。 五． γ衰变和内转换 核的能量也是量子化的，其能量状态分成一系列的等级，称核能级 γ衰变：处于激发态的原子核通过发射γ射线跃迁到低能级的过程 γ射线是比X射线波长更短的电磁波． γ跃迁过程中，原子核的质量数和电荷数都不变，只是核的能量状态发生了变化。 AzX → AzX ＋γ ＋ Q m 内转换 ：原子核由高能态向低能态跃迁时，不放出γ光子，而是把能量交给核外某个轨道电子，使之成为自由电子的过程 核衰变定律 放射性核素由于衰变，母核数量逐渐减少，设t时刻母核数目为N，在t→t+dt时间内，衰变掉的核数dN与dt成正比 负号表示母核数随时间减少，λ为衰变常数。 对上式积分： 放射性核素的衰变定律 放射性原子核数随时间按指数规律衰减，λ越大衰变得越快。 二．半衰期 1．半衰期T 原子核数衰减为原来的一半所经历的时间。 当t＝T时，N＝N0／2，那么 N0／2＝N0e-λ Ｔ T＝ln2／λ＝0.693／λ T与λ成反比，λ越大，半衰期越短，核衰变越快。 用T替换λ，则式 N＝N0e-λ t 变为 例：32P(磷)的半衰期为14.3天，问经过多长时间后，它变为原来的1/64？ 解： 例：131I（碘）的半衰期为T天，经过32天后变为N，又经过96天，还剩余（1/4）N，求T。 解：据题意有 T、? 和?都是表示原子核衰变快慢的物理量。 2.平均寿命 　放射性原子核的平均生存时间叫做核素的平均寿命，常用τ表示。 (-dN)个核的寿命都是t