原子核与放射性(新)-精选课件(设计).pptVIP

第一节 原子核的基本性质 一.组成 1.原子核: 质子:带一个单位的正电荷 中子:中性粒子 m=1.007277 原子质量单位 m=1.008665 原子质量单位 核子在一定条件下可以相互转化 元素符号 质量数 质子数 中子数 = A - Z 2.以组成分类： a.同位素：质子数相同，中子数不同 一个原子质量单位 u = 1.66055×10-27 Kg b.同质异能素：质子数相同，中子数相同，能量不同 c.同量异位素：核子数相同，质子数不同 稳定性核素 3.以性质分类： 放射性核素 二.性质 1.体积: 2.密度: 三.稳定性 1.质量亏损 铍 原子核质量：9.0121858 u 中子质量：1.008665 u 质子质量：1.007277 u 原子核质量 中子数质量和＋质子数质量和 核子组成核：能量减少 质量亏损Δm = 核子质量和－核质量 2.结合能 核子结合为核，放出的能量 质能关系：ΔE=Δmc2 例：质量为一个原子质量单位：1u的能量： 1uc2 =1.66055×10-27×(2.99792×108)2 = 931.5 MeV 3.平均结合能 每一个核子在核中的平均结合能： ε大, 原子核分解为核子所需能量大 原子核稳定 轻核: A小，质子数与中子数相等 稳定 较重核: A较大，中子数/质子数≌3/2 稳定 重核：A209 不稳定 质子数 中子数 名称 稳定的核数目 Z A-Z 偶 偶 偶偶核 156 偶 奇 偶奇核 48 奇 偶 奇偶核 50 奇 奇 奇奇核 5 第二节 核衰变的类型 核衰变：放射性核素自发地以各种形式转化为另一核 严格遵守: 质量守恒定律 能量守恒定律 动量守恒定律 电荷数守恒定律 核子数守恒定律 衰变前后的质量差 衰变时的能量(衰变能) 一.γ衰变和内转换 原子核（激发状态） 跃迁 内转换 稳定 ①跃迁：核子在核内处于运动状态，不同运动状态 对应不同能量 核的能量状态分成一系列等级: 核能级 激发态 3.09 3.68 3.86 6.87 7.67 激发态 基态 1 2 3 136C 基态 γ衰变 波长λ 0.01nm 特点： γ射线谱不连续（能级不连续） A，Z不变， 光子 贯穿本领强 ②内转换：将能量直接传给核外内层电子 将内层电子打出 (自由电子) 二.α衰变 放射性核素 A较小的核 42He α衰变 一个 42He ： α粒子 许多 42He ： α射线 天然放射性核素: α衰变,使A减少 同种核放出的α粒子速度相同 不同核放出的α粒子速度不相同 特点： 三.β衰变 某些原子核不稳定：质子数过多或中子数过多 1.β-衰变 a. 能谱连续: 衰变能由β粒子与反中微子共有 能量分配不固定 b. 若子核处于激发态，伴有γ衰变 贯穿本领很强 2.β+衰变 a. 能谱连续:同β-衰变 b. 若子核处于激发态，伴有γ衰变 特点： 特点： 四.电子俘获 质子数过多：自由质子并不能放出电子 总结：γα射线能谱不连续，β射线能谱连续 1933年泡利提出中微子假设 γ衰变: 子母核是同质异能素 β衰变：子母核是同量异位素 电子俘获：子母核是同量异位素 特点： 第三节 核衰变的规律 一.衰变规律 大量核 t=0 时: 母核数 N0 t=t 时: 母核数 N dt: 衰变掉的母核数为 dN (1) λ: 衰变常数，由核素性质决定 与核素化学性质无关，不随外界条件变化 (2) 负号表示母核数随时间增长而减少 (3) 某一核素进行 n 种衰变: 每种衰变常数： λ1， λ2， …… λn， 总衰变常数： λ= λ1+λ2 ……+ λn 衰变定律 t 0 N T 2T 3T 4T N0 N0/2 N0/4 三.半衰期 二.平均寿命 原子核的寿命：放射性核素衰变前存在的时间 半衰期: T T 表示放射性核素衰变快慢，不同核素，T 不同 四.放射性活度 dN/dt：单位时间内母核衰变掉的数目 dN/dt↑ 放射掉的N↑ 放射源越强 例 ① ② ③ 解: ① ② ③ 例 解: 查表 例 解: *