第14章原子核与放射性14.1原子核的基本性质原子核的放射性及其衰变14.2目录规律14.3射线与物质的相互作用射线的剂量、防护及医学14.4应用
目 录 14.1 原子核的基本性质 14.2 原子核的放射性及其衰变 规律 14.3 射线与物质的相互作用 14.4 射线的剂量、防护及医学 应用 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性学习要求020103掌握熟悉了解原子核的衰变类型、原子核的射线与物质相互作用、射线剂原子核的基本性质，放射性核衰变规律及应用。量的定义及射线的防护。素在医学上的应用
01 02 03 原子核的衰变类型、原子核的 衰变规律及应用。 射线与物质相互作用、射线剂 量的定义及射线的防护。 原子核的基本性质，放射性核 素在医学上的应用。 第14章 原子核与放射性 掌握 熟悉 了解 学习要求
第4章原子核与放射性14.1 J原子核的基本性质
14.1 原子核的基本性质 第14 章原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1原子核的基本性质14.1.1组成原子核由质子和中子组成。中子不带电，质子带正电。质子和中子统称核子。一类具有确定质子数、核子数和能量状态的中性原子称为核素。核素的符号表示：2X或4X其中Z为原子序数，即质子数；A为原子质量数，即核子数1．同位素质子数相同、质量数不同的一类核素，它们在周期表中处于同一位置上。2.同中子异位素具有相同中子数、不同质子数的一类核素。3.同核异能素质量数和质子数均相同而处于不同能量状态的一类核素
第14章 原子核与放射性 14.1 原子核的基本性质 14.1.1 组成 原子核由质子和中子组成。中子不带电，质子带正电。质子和中子统称核子。 一类具有确定质子数、核子数和能量状态的中性原子称为核素。 核素的符号表示: 其中Z 为原子序数，即质子数；A 为原子质量数，即核子数。 1. 同位素 2. 同中子异位素 3. 同核异能素 质子数相同、质量数不同的一类核素，它们在周期表中处于同一位置上。 具有相同中子数、不同质子数的一类核素。 质量数和质子数均相同而处于不同能量状态的一类核素。 X A Z X A 或
第14章原子核与放射性14.1.2质量亏损与结合能原子核的质量常用原子质量单位u来表示1u=1.660565×10-27kg用原子质量单位来量度原子核质量时，其数值都接近于某一整数即质量数A。质量数A是原子核的核子数。原子核的质量亏损组成原子核所有核子的质量与原子核质量之差称为原子核的质量亏损
14.1.2 质量亏损与结合能 原子核的质量常用原子质量单位u来表示， 1u=1.660 56510-27kg 用原子质量单位来量度原子核质量时，其数值都接近于某一整数即质量数A。质量数A是原 子核的核子数。 组成原子核所有核子的质量与原子核质量之差称为原子核的质量亏损。 原子核的质量亏损 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.2质量号损与结合能质量亏损与质子和中子结合成原子核时放出的能量有关。据相对论原理，4m的质量亏损所释放的能量为AE=△mc2该能量在数值上也等于将原子核拆成质子和中子所需最小能量，称为结合能。原子核的结合能除以核子数A，称为平均结合能AE=A平均结合能反映了原子核的稳定程度，E越大，TAa112原子核越稳定。从图中可见，轻核和重核的比结合能小于中等核的比结合PH能。当比结合能小的核变成比结合能大的核时，将释放出能量。041220283050100150200240这是采用重核裂变和轻核聚变两种途径获得原子能的依据。原子核的平均结合能曲线
14.1.2 质量亏损与结合能 质量亏损与质子和中子结合成原子核时放出的能量有关。据相对论原理，Δm的质量亏 损所释放的能量为∆𝐸 = ∆𝑚𝑐 2 该能量在数值上也等于将原子核拆成质子和中子所需最小能量，称为结合能。 原子核的结合能除以核子数A，称为平均结合能 𝜀 = ∆𝐸 𝐴 平均结合能反映了原子核的稳定程度，ε越大， 原子核越稳定。 原子核的平均结合能曲线 从图中可见，轻核和重核的比结合能小于中等核的比结合 能。当比结合能小的核变成比结合能大的核时，将释放出能量。 这是采用重核裂变和轻核聚变两种途径获得原子能的依据。 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.3核的大小及核力原子核的半径与质量数A有关，可用如下经验公式表示：R= RoA/3式中R为常数，其值约等于1.2x10-15m。若把原子核看作球形，其平均核密度p为：MM3uMAup=444V4元RSTA3SnRiA元RA将u及R的数值代入上式得：p~1017kg·m-3，可见原子核密度非常高
14.1.3 核的大小及核力 原子核的半径R与质量数A有关，可用如下经验公式表示： 式中R0为常数，其值约等于1.210-15m。 1 3 R = R0A 若把原子核看作球形，其平均核密度为： 将u及R0的数值代入上式得：1017 kgm -3，可见原子核密度非常高。 3 0 3 0 3 0 3 4 3u 3 4 u 3 4 3 4 R R A A R A M R M V M = = = = 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.3核的大小及核力核子间存在作用力。除万有引力外，质子间存在电磁斥力，核子仍紧密结合在一起形成原子核，所以核子间肯定存在一种更强的作用力，这就是核力。研究发现，核力属于强相互作用类型，比库仑力约大100倍。核力是一种短程力。核力与电荷无关，质子之间，中子之间，质子与中子之间的核力是相同的。当核子间距离很小时，核力表现为力，使核子间不能无限接近
14.1.3 核的大小及核力 核子间存在作用力。除万有引力外，质子间存在电磁斥力，核子仍紧密结合在一起形成原子核， 所以核子间肯定存在一种更强的作用力，这就是核力。研究发现，核力属于强相互作用类型，比库 仑力约大100倍。核力是一种短程力。核力与电荷无关，质子之间，中子之间，质子与中子之间的核 力是相同的。当核子间距离很小时，核力表现为斥力，使核子间不能无限接近。 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.4原子核的能级、自旋、磁矩及宇称由于核子间的相互作用，主要包括强相互作用（核力）及电磁相互作用，原子核具有一定的能量。原子核所处的各种能量状态，称为原子核的能级。原子核具有的角动量习惯上称为核自旋：P=VI(I+1)h（式中1为核自旋量子数）奇/偶核，1为半整数；偶偶核，「为零；奇奇核，「为整数。在空间z轴方向上的投影：Pl=m,h（m，是核自旋磁量子数）
14.1.4 原子核的能级、自旋、磁矩及宇称 由于核子间的相互作用，主要包括强相互作用（核力）及电磁相互作用，原子核具有 一定的能量。原子核所处的各种能量状态，称为原子核的能级。 原子核具有的角动量习惯上称为核自旋： 奇/偶核，I 为半整数；偶偶核，I 为零；奇奇核，I 为整数。 PI = I(I +1) (式中I 为核自旋量子数) pIz = mI （m 在空间z 轴方向上的投影: I 是核自旋磁量子数） 第14章 原子核与放射性
第14章原子核与放射性14.1.4原子核的能级、自旋、磁矩及宇称原子核的磁矩e_Pμ1=8 2mp（式中g为原子核的g因子）在z轴方向上的投影：eC:-Pl.= g 2mp-m,h=gmiunμ1: = g 2mp（式中μ称为核磁子）宇称宇称是表征微观粒子运动特性的一个物理量。通常用波函数在空间坐标反演下的变换性质来表示。偶宇称当（r）=+y（r)时，称粒子的运动状态具有偶宇称（或称其宇称为正）；奇宇称当（r）=-（r)时，称粒子的运动状态具有奇宇称（或称其宇称为负）
14.1.4 原子核的能级、自旋、磁矩及宇称 原子核的磁矩 I I m e g P 2 p = N 2 p 2 p I z I z mI g mI m e P g m e = g = = （式中g为原子核的g因子） 在z 轴方向上的投影： （式中μN称为核磁子） 宇称 宇称是表征微观粒子运动特性的一个物理量。 通常用波函数在空间坐标反演下的变换性质来表示。 偶宇称 当(r) = +(r)时，称粒子的运动状态具有偶宇称（或称其宇称为正）； 奇宇称 当(r) = −(r)时，称粒子的运动状态具有奇宇称（或称其宇称为负）。 第14章 原子核与放射性