06年4月环保上岗第一章电离辐射基础.pptx

放射性基础知识; 原子核由中子和质子组成，中子不带电，质子带单位正电荷。中子和质子质量相当，分别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子统称为核子，数目以A表示，A称为核子数或质量数，核中质子数记为Z，中子数记为N。常用如下形式表示一个原子核：; 原子核由中子和质子组成，中子不带电，质子带单位正电荷。中子和质子质量相当，分别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子统称为核子，数目以A表示，A称为核子数或质量数，核中质子数记为Z，中子数记为N。常用如下形式表示一??原子核：;1）汤姆逊模型 1903年，汤姆逊提出模型：原子是一个半径大约为10-10米的球体，正电荷均匀地分布于整个球体，电子则稀疏地嵌在球体中。 同年，长冈半太郎认为正负电子不可能相互渗透，提出了电子均匀地分布在一个环上，环中心是一个具有大质量的带正电的球，被他称为“土星型模型”结构。;;现代原子结构;卢瑟福散射实验结论： 正电荷集中在原子的中心，即原子核； 线度为10–12cm量级，为原子的10–4量级； 质量为整个原子的99.9%以上； 从此建立了原子的有核模型。 ;中子、质子和电子的质量与电荷;;原子核的密度P8：;原子的壳层结构 P2;在正常状态下，电子先充满较低的能级 （P3） 受到内在或外来因素的作用时，处在低能级的电子有可能被激发到较高的能级上（称为激发过程）；或电子被电离到原子的壳层之外（称为电离过程）。 特征X射线。;;原子核物理常用术语（P5）; 具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元素的同位素。(即Z相同，N不同，在元素周期表中处于同一个位置，具有基本相同化学性质。) 表示方法:238U、U-238、铀-238; 某元素中各同位素天然含量的原子数百分比称为同位素丰度。;3).同中子异荷素（isotone）;5).同质异能素（isomer）;;图1-3 稳定核素分布图;稳定核素几乎全落在一条光滑曲线上或紧靠曲线的两侧，我们把这条曲线称为β稳定曲线。 稳定曲线上方的核素为丰中子核素，易发生β-衰变。位于稳定曲线下方的核素为缺中子核素，易发生β+衰变;原子核的结合能 ;图1-4 比结合能曲线;获得能量： 一是重核裂变，即一个重核分裂成两个中等质量的核，人们依靠重核裂变的原理制造出原子反应堆与原子弹 一是轻核聚变。依靠轻核聚变的原理制造出氢弹和人们正在探索的可控聚变反应。 ;五 、核衰变（P11） ;在磁场中研究射线的性质时，证明它是由三种成分组成的。 一个成分在磁场中的偏转方向与带正电的离子流的偏转方向相同； 另一个成分与带负电的离子流的偏转方向相同； 第三个成分则不发生任何偏转，继续沿着直线方向前进。 分别叫做α射线、β射线和γ射线。 ; 核衰变主要的类型: a, b, g衰变;α衰变 ;α衰变特点 ;;Fermi 的 ? 衰变理论(1934)：;2、?－衰变;3、?＋衰变;4、EC(轨道电子俘获);EC衰变的后续过程：;;?跃迁(发射?光子的过程）;六、原子核的衰变规律 ;;;;;;放射性衰变的基本规律 ; 实验发现: 加压、加热、加电磁场、机械运动等物理或化学手段不能改变指数衰减规律，也不能改变其衰变常数λ 。放射性衰变是由原子核内部运动规律所决定的。 ;单一放射性的指数衰减规律;;设：t 时刻放射性原子核的数目为N(t)，;;一个原子核有几种衰变方式时：; (2)、半衰期 ;(3)、平均寿命 ?;因此，平均寿命：;放射性的活度和单位;放射性活度的单位（P17）;SI单位是秒的倒数（s-1），叫贝可勒尔，简称贝可，符号Bq。1Bq等于放射性物质在1秒钟内有1个原子核发生衰变。其表达式如下： lBq=1次衰变／秒 1Bq=1/s 显见， 1Ci=3.7×1010Bq ;放射性活度仅仅是指单位时间内原子核衰变的数目，而不是指在衰变过程中放射出的粒子数目。 例如Cs137有100个原子核发生衰变，放出 1.17MeV的电子有6个； 0.512MeV的电子有94个； 并伴随0.662MeV光子94个 共放出194个粒子。 ;(4)、比活度 (Specific Activity); 递次衰变规律;递次衰变的表示：; 1.两次连续衰变规律;对于B：; 已经假设 C 是稳定的，那么它的变化仅由 B 的衰变决定，即：;两次连续衰变规律总结如下：;放射性平衡（P21）;a子体活度曲线;医院“母牛”连续衰变 （P23）; B.长期平衡P23;a子体活度曲线;如： 铀-镭平衡(或钍-镭平衡); C.不