核电子学复习
核医学复习重点总结
第一章总论核医学定义：是一门研究核素和核射线在医学中的应用及其理论的学科。
主要任务是用核技术进行诊断、治疗和疾病研究。
核医学三要素：研究对象放射性药物核医学设备一、核物理基础（一）基本概念：元素---凡质子数相同的一类原子称为一种元素核素---质子数、中子数、质量数及核能态均相同的原子称为一种核素。
放射性核素----能自发地发生核内结构或能级变化，同时从核内放出某种射线而转变为另一种核素，这种核素称为放射性核素。
（具有放射性和放出射线）稳定性核素----能够稳定地存在，不会自发地发生核内结构或能级的变化。
不具有放射性的核素称为稳定性核素。
（无放射性）同位素----具有相同的原子序数（质子数相同），但质量数（中子数）不同的核素互为同位素。
同质异能素----- 核内质子数、中子数相同，但处在不同核能态的一类核素互为同质异能素。
（质量数相同，能量不同，如99mTc和99Tc）（二）核衰变类型四种类型五种形式α衰变释放出α粒子的衰变过程，并伴有能量释放。
β衰变放射出β粒子或俘获轨道电子的衰变。
β衰变后，原子序数可增加或减少1，质量数不变。
•β－衰变•β＋衰变•电子俘获（EC）γ衰变核素由激发态或高能态向基态或低能态跃迁时，放射出γ射线的衰变过程γ衰变后子核的质量数和原子序数均不变，只是核素的能态发生改变。
放射性核素的原子核不稳定，随时间发生衰变，衰变是按指数规律发生的。
随时间延长，放射性核素的原子核数呈指数规律递减。
N=N0e-λtN0：t＝0时原子核数N：t时间后原子核数e：自然对数的底(e≈2.718）λ：衰变常数（λ=0.693/T1/2）物理半衰期（T1/2）生物半衰期（Tb）有效半衰期（Te）1/Te=1/T1/2+1/ Tb放射性活度描述放射性核素衰变强度的物理量。
用单位时间内核衰变数表示，国际制单位：贝可（Becquerel，Bq）定义为每秒1次衰变(s-1），旧制单位：居里（Ci）、毫居里（mCi）、微居里（μCi）换算关系：1Ci=3.7×1010Bq比活度单位质量物质内所含的放射性活度。
第19讲原子结构核外电子排布原理(分层练习)-高考化学一轮复习讲义分层练习
第19讲 原子结构 核外电子排布原理1． YBa 2Cu 8O x (Y 为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于8939Y 的说法中正确的是 ( ) A.8939Y 的质子数与中子数之差为50B.8939Y 和9039Y 互为同位素 C.8939Y 和9039Y 的核外电子数不相等 D.8939Y 和9039Y 是钇元素的两种不同的核素，具有不同的化学性质【答案】B【解析】 中子数＝89－39＝50，中子数与质子数之差＝50－39＝11，故A 错误；8939Y 和9039Y 是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素，互为同位素，故B 正确；8939Y 和9039Y 质子数相同，核外电子数相同，故C 错误；8939Y 和9039Y 具有相同的化学性质，故D 错误。
2．某元素的一种核素X 的质量数为A ，含N 个中子，它与1H 原子组成H m X 分子，在a g H m X 中所含质子的物质的量是 ( ) A.a A ＋m(A －N ＋m ) mol B ．aA (A －N ) molC.a A ＋M (A －N ) mol D ．aA(A －N ＋m ) mol【答案】A【解析】 X 原子的质子数为(A －N)，一个H m X 分子中所含的质子数为(A －N ＋m )，H m X 的摩尔质量为(A ＋m ) g·mol －1，所以a g H m X 中所含质子的物质的量为aA ＋m(A －N ＋m ) mol 。
3．某种元素原子的质量是ag ，12C 原子的质量是bg ，N A 是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（ ）A ．由已知信息可得N A =12bB ．Wg 该原子中含有Wa个该原子 C ．Wg 该原子的物质的量一定是AWaN molD ．该原子的摩尔质量是aN A g 【答案】D【解析】A ．一个12C 原子的质量为bg ，A N 个12C 原子的质量为12g ，可得A 12bN，故A 正确；B ．一个该原子的质量是ag ，则Wg 该原子的原子数目为Wa，故B 正确； C ．该原子的摩尔质量为1A a g mol N -⋅，Wg 该原子的物质的量为AWmol a N ，故C 正确； D ．摩尔质量的单位是1g mol -⋅'，故D 错误； 综上所述，答案为D 。
原子核外电子排布知识
肖志远
复 习 ： 原 子 的 结 构
原子
｛ ｛
原子核 核外电子
质子 中子
碳 原 子 核 外 电 子 的 运 动
核 外 电 子 的 运 动
• 电子在原子核外高速运动； • 电子运动没有固定的轨道； • 电子运动有一定的范围（分层）。
电子总是优先排布到能量较低的层； 第一电子层最多容纳2个电子； 第二电子层最多容纳8个电子； 最外层最多容纳8个电子。
核电荷数1～18的元素的原子结构示意图
核电荷数1～18的元素的原子结构示意图
非金属元素
原子最外 层电子数目 一般多于或 等于4个；
各元素原子最外电子数目的特点：
元 素 最外层电 子数 原子 结 构 稀有 气体 金属 8 （He为2个） 一般﹤4 个
变 化 趋 势
化学性 质
稳 定
稳定
稳
定
不稳定
原 子 结 构 示 意 图
+6
24
画原子结构示意图
画圆，标注核电荷数，弧线呈扇面， 数字写在同一水平线上 。
氧（ O ）
画原子结构示意图
画圆，标注核电荷数，弧线呈扇面， 数字写在同一水平线上 。
试画出氮和钠的原 子结构示意图
核电荷数1～18的元素的原子结构示意图
核电荷数1～18的元素的原子结构示意图
稀有气体元素
原子最外层有8个电子（氦的最外层有2个）； 稀有气体也叫惰性气体，它们的化学性质比较 稳定，一般不与其他物质发生化学反应； 最外层有8个电子（最外层是第一层时有2个电 子）的结构，是稳定结构。
核电荷数1～18的元素的原子结构示意图
核电荷数1～18的元素的原子结构示意图
金属元素
核医学复习资料
核医学27反射性核素的制备三大类：核反应堆制备，医用回旋加速器制备，放射性核素发生器制备28.物理半衰期：在单一的放射性核素衰变过程中，放射性活度减少一半，所需要的时间是放射性核素的一个重要特征参数。
29什么是生物半衰期：指进入生物体内的放射性核素，经各种途径从体内排出一半所需要的时间30.1合成代谢，细胞吞噬，循环通路，选择性摄取，选择性排泄，通透弥散，细胞拦截，离子交换和化学吸附，特异性结合14.放射性核素示踪计数：是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂，应用射线探测器检测示踪剂分子的行踪，研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术9.放射性活度：单位时间内发生的核衰变次数，反映放射性强弱的物理量。
1.核医学：是一门利用开放型放射性核素对疾病进行诊断、治疗和科学研究的学3.炸面圈:骨显像时病灶中心显像剂分布减少，病灶周围显像剂增高呈环形的影像表现。
多见于股骨头缺血坏死。
是通过静脉注射的方式将放射性核素标记的亲骨性显像剂引入体内，该类显像剂可以与骨组织内的无机盐和有机质紧密结合，在体外通过核医学成像仪器显示显像剂在骨骼系统内的分布，获得骨骼系统的影像。
13.超级骨显像：某些累计全身的骨代谢性病变，呈现显像剂在全身骨骼积聚异常增高，被称为超级骨显像或过度显像，1.正常典型肾图的三段的名称及生理意义是什么？名称：a段放射性出现段；b段示踪剂聚集段c段排泄段生理意义：a段静脉注射示踪剂后10s左右肾图急剧上升段。
此段为血管段，时间短，约30s反映肾动态的血流灌注相；b段：a段之后的斜行上升段，3-5min 达到高峰，其上升斜率和高度与肾血流量、肾小球滤过功能和肾小管上皮细胞摄取、分泌功能有关。
反映肾皮质功能与肾小管功能；c段：b段之后的下降率与b段上升斜率相近，下降至峰值一半的时间小于8min。
为示踪剂经肾集合系统排入膀胱的过程，主要反映上尿路的通畅情况和尿流量多少有关1.核医学：是一门利用开放型放射性核素对疾病进行诊断、治疗和科学研究的学科2.核医学特点：①高灵敏度②方法简便、准确③合乎生理条件④定性、定量、定位研究的相结合⑤专业技术性强3.核医学显像：①功能性显像②无创性检查③图像融合④解剖分辨力低4.核素：质子数相同，中子数相同，具有相同能量状态的原子8.半衰期：放射性核素数量因衰变减少一半所需要的时间9.放射性活度：单位时间内发生的核衰变次数，反映放射性强弱的物理量。
第一节核外电子运动的特殊性
电子层符号 K L M N O P Q
电子层能量： K＜L＜M ＜ N＜O＜P＜Q
n的取值：１ ２ ３ ４ ５……..n
(能层n目前最大取值为7)。
1911年，英国物理学家卢瑟福认为：电子绕 核旋转的原子结构模型。
1913年，丹麦科学家玻尔提出：核外电子分层 排布的原子结构模型。
He、Ne、Ar原子的核外电子分层排布示意图：
+2
电子层
+18
He 原子核
Ar
+10
核电 荷数 Ne
该电子层上的电子
电子云模型：1927-1935年
近
代 原
发 现
个常数n、 、m的条件限制。
✓③在量子力学中把波函数Ψ为原子轨道(是指电子
在核外运动的空间范围）。
✓④常用波函数的角度分布图来描述核外电子的运
动状态（又称原子轨道角度分布图）更直观。见教
材P6
✓⑤波函数Ψ没有直接的物理意义。
z x +y
z
x+ y
z
x
+y
z
+
x- y
S、P原子轨道的角度分布示意图
z +x- + y
z
-+ x+ - y
z
-
+
x-+ y
z
+
x+
-
y
z
+
x+
y
d原子轨道的角度分布示意图
D(r)
高考一轮复习化学课件原子结构核外电子排布规律
电子云概念及形状
电子云概念
电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其运动规律跟 一般物体不同，没有确定的运动轨道，只能用电子云来描 述。
电子云形状
s电子云是球形对称的，在核外半径方向呈现球对称分布 ；p电子云是纺锤形，并不是电子运动轨迹，而是表示电 子出现的几率大小；d电子云是花瓣形。
电子云伸展方向
领域。
02
核外电子排布原理
能量最低原理与电子排布顺序
01
能量最低原理
电子在原子核外排布时，总是尽可能排布在能量最低的电子层里。
02
电子排布顺序
即电子层顺序，遵循1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、
5p、6s、4f…的顺序。
03
电子层与能级
电子层可用n（n=1、2、3…）表示，n值越小，电子层离核越近，能量
非金属元素
非金属元素的原子最外层电子数一般较多，容易得到电子形成阴离子，或与其 他非金属元素共用电子形成共价键。其核外电子排布通常具有较少的电子层， 且最外层电子数接近或达到稳定构型。
过渡元素核外电子排布特征
过渡元素
过渡元素是指元素周期表中d区的一系列金属元素，其核外电 子排布特点是具有未填满的d电子层。这些元素的原子最外层 通常只有1-2个电子，而次外层（即d层）电子数则依次增加 。
高考一轮复习化学课
件原子结构核外电子
排布规律 汇报人：XX
20XX-02-04
• 原子结构基本概念 • 核外电子排布原理 • 原子核外电子排布规律 • 典型元素核外电子排布分析 • 化学键与分子结构基础 • 高考一轮复习策略与技巧
目录
01
原子结构基本概念
原子组成与性质
01
核电子学复习
1、名词解释：核电子学：物理学、核科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术等相结合而形成的一门交叉学科。
核辐射探测器：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器。
核仪器：是指用于核辐射产生或测量的一类仪器的统称。
能量-电荷转换系数：设辐射粒子在探测器中损失的能量为E，探测器产生的电子电荷数为N，则N/E称为探测器的能量-电荷转换系数θ。
θ=N/E能量线性：定义：是指探测器产生的离子对数平均值和所需消耗的粒子能量之间的线性程度。
探测器的稳定性：探测器中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
核电子学电路的稳定性：核电子学电路中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
信噪比：信号幅度与噪声均方根值之比冲击函数：系统函数：H(s)=Uo(s)/Ui(s)极点：系统函数中使分母为零的点零点：系统函数中使分子为零的点有源滤波器：将RC积分网络接在放大器的反馈回路里，就构成有源积分电路，或称为有源滤波器。
积分谱：改变阈电压U T，测量到相应的大于U T的脉冲数N(U T)，得到N(U T) - U T 分布曲线，得到的就是积分谱微分谱：从阈电压U Tn上的脉冲计数减去阈电压U Tn+1上的计数就可得到阈电压上间隔ΔU=U Tn-U Tn+1中的计数ΔN。
ΔN和U T的关系曲线，就是脉冲幅度分布曲线（微分谱）仪器谱：仪器实测得的能谱脉冲幅度分布谱：积分谱和微分谱道宽：Uw=Uu - U L > 0时间移动：输入脉冲的幅度和波形的变化引起定时电路输出脉冲定时时刻的移动时间晃动：系统的噪声和探测器信号的统计涨落引起的定时时刻的涨落时间漂移：元件老化、环境温度或电源电压变化（属于慢变化）引起的定时误差慢定时：μs量级的定时快定时：p s量级的定时（还有ns的说法）自然γ全谱：用仪器测得的，能量在及时keV-2.62MeV的自然γ仪器谱。
核医学知识点总结笔记复习整理
核医学知识点总结笔记复习整理核医学使用的射线包括α、β-、β+和γ四种，而放射科使用的射线为X射线。
在核医学基础中，核素是指具有特定的质量数、原子序数和核能态，且其平均寿命长得足以被观测的一类原子。
同质异能素是指具有相同的原子序数和核子数，但核能态不同的核素。
放射性核素是指不稳定核素的原子核能自发地放出各种射线而转变为另一种核素。
放射性核衰变是指放射性核素的原子核自发地放出射线，并转变成新的原子核的过程。
β衰变是指由于核内中子数过多，中子和质子数不平衡，由中子转化为质子的同时，核内放射出β射线的过程，核素的质量数不变，原子序数增加1.β+衰变是指由于核内质子数过多，质子和中子数目不平衡，由质子转化为中子的同时，核内放射出β射线的过程，核素的质量数不变，原子序数减少1.γ衰变是指激发态的原子核以放出γ射线（光子）的形式释放能量而跃迁到较低能量级的过程，也称γ跃迁。
放射性活度是指单位时间内发生衰变的原子核数，单位时间为“秒”，其单位为贝可（Bq），1Bq表示放射性核素在一秒内发生一次核衰变，即1Bq＝1/s。
物理半衰期是指在单一的放射性核素衰变过程中，放射性活度降至其原有值一半时所需要的时间，简称半衰期（T1/2）。
有效半衰期是指某生物系统中某单一放射性核素的活度，由物理衰变与生物代谢共同作用而使放射性活度减少至原有值的一半所需要的时间（Tc）。
电离是指带电粒子通过物质时，同原子的核外电子发生静电作用，使原子失去轨道电子而形成自由电子（负离子）和正离子的过程。
湮灭辐射是指β入射粒子与物质作用，其动能丧失殆尽时与自由电子结合，转化为方向相反能量各为0.511MeV的两个光子，这种辐射为湮灭辐射。
光电效应是指光子与物质相互作用时，将全部能量转移给原子的内层电子，使得电子脱离原子成为高速运行的光电子。
这一过程在核医学中被广泛应用。
放射性探测是用探测仪器将射线能量转换成可纪录和定量的电能、光能等，测定放射性核素的活度、能量、分布的过程。
核技术应用_考试复习资料
核技术及应用概述1、核技术：核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作用为基础，以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起来的综合性现代技术学科。
2、广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术，辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。
3、核能利用与核武器主要利用的什么原理，其主要应用有哪些？答：主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器，主要应用有：核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。
4、什么是核分析技术，其特点是什么？答：在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。
特点：1.灵敏度高。
比如，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm；甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。
个别的灵敏度可能更高。
2.准确。
3.快速。
4.不破坏样品。
5.样品用量极少。
比如，可以少到微克数量级。
5、什么示放射性示踪技术，有哪几种示踪方式答：定义：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。
有三种示踪方式：1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。
2)将示踪原子与待研究物质完全混合。
3)将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。
6、研究植物的光合作用过程是利用的核技术的哪个方面？答：放射性示踪7、核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。
特点：1）非接触式测量；2）环境因素影响甚无；3）无破坏性：4）易于实现多个参数同时检测和自动化测量。
8、辐射照射技术：是利用射线与物质的相互作用，将物质置于辐射场中，使物质的性质发生有利改变的技术。
第一节原子结构核外电子排布考点(二)核外电子排布课件新高考化学一轮复习
为200 mL,则可知所加c(NH4F)=0.02 mol·L-1+2×2.3×10-2 mol·L-1=6.6×
解析： B 项，Cu 价电子排布式为 3d ，全充满、稳定，错误；D 项，没 (2)某粒子的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种＋粒子的符号是_____。
10
是平面三角形；SO3(或BF3)与其互为等电子体，它们的价电子总数和原子总数均
2．构造原理——确定电子填充能级顺序
铁、氢氧化铝的沉淀,所以“废渣”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)当溶液 【解析】滴定终点时草酸根将高锰酸根完全反应,所以溶液会显无色,滴定终点 共价键是1.5个，该晶体中n(N)与n(N—N)之比为2∶3；这种高聚氮N—N键的键 (4)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则Y的基态原子的价层电子排布式是______，X在参与化学反应时，1个原子失 去的电子数为__________。 子守恒、原子守恒和电荷守恒,VO+转化为 反应的离子方程式为 阳极,尿素失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子、氮气和水,电极反应式为 ②若控制温度80 ℃、pH=2,可得到黄铁矾钠 +11H2O;(2)加入氢氧化钠溶液并通入空气氧化亚铁离子为铁离子,并形成氢氧化 (2)工业合成氨的正反应为反应前后气体分子数减小的放热反应。提高平衡体系中NH3的质量分数需要使平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，加入合适的催化剂不能使平衡发生 移动，故a、d项不符合题意；将平衡体系中的氨分离出来，开始时反应物的浓度不变，瞬时反应速率不变，之后反应物的浓度减小，反应速率减小，b项不符合题意；增大压强，反 应速率增大，平衡向气体分子数减小的方向移动，即平衡正向移动，平衡体系中氨的质量分数增大，c项符合题意。 C.利用CO2制成全降解塑料以缓解日益严重的“白色污染”
原子结构 核外电子排布规律-高考化学复习
能层(n)
一
二
三
四
能层符号
能级符号
各能级原子轨道数
各能层原子轨道数
最多容纳电子数
答案
能层(n)
一
能层符号
K
能级符号
1s
各能级原子轨道数 1
各能层原子轨道数 1
最多容纳电子数
2
二
三
四
L
M
N
2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
1 3 1 3 5 135 7
4
9
16
8
18
32
(2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈 __球__形、p电子云轮廓图呈_哑__铃___形。p电子云有__3__种伸展方向。 (3)预测第五电子层上原子轨道总数是多少？最多能容纳的电子数是多少？ 答案 25,50
2.下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为____D____、 ___C_____(填字母)。 A. B. C. D.
根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，则D中能 量最低； 选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。
3.钾发生焰色试验的原因是_电__子__由__较__高__能__量__的__激__发__态__跃__迁__到__较__低__能__量__的__激__发__态__或__基___ _态__时__，__以__光__的__形__式__释__放__能__量____。
质子数
质子
质子 中子
中子
(2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的 中子数 不同， 质子数 相同，化学性质 几乎完全相同 ， 物理性质 差异较大 数(丰度)不变。
核电子学复习资料
核电子学复习整理第一章一、名词解释探测效率：探测器探测到的粒子数与此时实际入射到探测器中的粒子总数的比值。
散粒噪声：（在电子器件或半导体探测器中）由于载流子产生和消失的随机涨落形成通过器件的电流的瞬时波动，或输出电压的波动，叫做散粒噪声。
分辨率：识别两个相邻的能量、时间、位置（空间）之间最小差值的能力。
（主要有能量分辨率、时间分辨率、空间分辨率）死时间校正：在监察信号的时间TIp内，如果再有信号输入都要被舍弃，因此监察时间就是堆积拒绝电路所产生的死时间。
计时电路就不应该把这个时间计入测量时间，而应从总的测量时间中扣除这个死时间得到活时间。
由测到的总计数除以活时间就是信号计数率。
这种办法称为死时间校正。
二、填空题1.核电子学是核科学与电子学相结合的产物；2.探测器按介质类型及作用机制主要分为：气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器；3.核电子学中主要的噪声指三类：散粒噪声、热噪声、低频噪声；4.核辐射探测器的输出信号特点是：随机分布的电荷或电流脉冲。
（时间特性、幅度上是非周期非等值的）；5.功率谱密度为常数即S(W)=a的噪声为白噪声。
三、简答题1.简述核电子学的信号特点。
答：1.随机性；2.信号弱，跨度大；3.速度快。
2.简述白噪声与干扰以及两者的区别。
答：干扰：主要是指空间电磁波感应，工频交流电网的干扰，以及电源纹波干扰等外界因素。
（可在电路和工艺上予以减小或消除）噪声：是由所采用的元器件本身产生的。
（可以设法减小但无法消除）白噪声定义为功率谱密度为常数的噪声。
3.降低前置放大器噪声的措施有哪些？答：1.输入级采用低频噪声器件；2.低温运行；3.减少冷电容Cs；4.反馈电阻Rf和探测器负载电阻RD选用低噪声电阻，阻值一般在109欧~1020欧左右。
除此之外，用滤波网络来限制频带宽度，也可进一步抑制噪声。
4.构成核电子学的测量系统的三部分是哪些？答：1.模拟信号获取和处理，2.模数变换，3.数据的获取和处理三个部分5.简述前置放大器的作用。
《核辐射探测器与核电子学》复习题.
《核辐射探测器与核电子学》期末考试复习题一、填空题（20分，每小题2分）1．α粒子与物质相互作用的形式主要有以下两种：康普顿散射、散射、光电效应、激发、形成电子对、电离、发射电子、发射光子、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射。
2．γ射线与物质相互作用的主要形式有以下三种：康普顿散射、散射、光电效应、激发、形成电子对、电离、发射电子、发射光子、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射。
3．β射线与物质相互作用的主要形式有以下四种：康普顿散射、散射、光电效应、激发、形成电子对、电离、发射电子、发射光子、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射。
4．由NaI(Tl组成的闪烁计数器，分辨时间约为：零点几、几、十几、几十、几百μs；Ｇ-Ｍ计数管的分辨时间大约为：零点几、几、十几、几十、一百、几百μs。
5．电离室、正比计数管、G-M计数管输出的脉冲信号幅度与入射射线的能量、初始电离产生的离子对数、初始电离产生的电荷总数成正比。
6．半导体探测器比气体探测器的能量分辨率高，是因为：其体积更小、其密度更大、其电离能更低、其在低温下工作使其性能稳定、气体探测器有放大作用而使其输出的脉冲幅度离散性增大。
7．由ZnS(Ag组成的闪烁计数器，一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
8．由NaI(Tl组成的闪烁计数器，一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
9．电离室一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
10．正比计数管一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
11．Ｇ-Ｍ计数管一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
12．金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
13． Si(Li半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
物理一轮复习 专题51 原子与原子核(讲)(含解析)
专题51 原子与原子核1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱.2。
掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识。
4.会书写核反应方程,并能根据质能方程求解核能问题．一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构（1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：19091911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞"了回来。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.2．光谱(1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
(2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式错误!＝R错误!,（n＝3,4,5，…），R是里德伯常量,R＝1.10×107 m－1，n为量子数。
3．玻尔理论（1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
（2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν＝E m－E n。
（h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s）（3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4．氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式:E n＝错误!E1 (n＝1,2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1（n＝1,2，3，…)，其中r1为基态半径,又称玻尔半径,其数值为r1＝0.53×10－10m。
核电子学复习资料
动,减小信号统计涨落引起的定时 动,噪声引起的时间晃动比前沿定时稍 误差,触发比为恒定常数,使用时方 大 便调节,使晃动最小
ARC 定时
能同时消除幅度及上升时间引起的 达峰时间变化时,触发比 f 不恒定,波形
时间游动
涨落的影响比较大,过零斜率小,噪声的
影响大
3.什么是符合测量及其意义 选择时间相同或相关的信号,舍弃无关事件 4.脉冲波形甄别的作用和方法？ 作用:测出同时存在的各种粒子能谱,避免相互重叠;甄别粒子的种类;剔除某种本底粒子 方法: 电荷比较法,时间比较法
4.简述核辐射探测器中噪声的种类特点和产生机理 散粒噪声:载流子数目发生波动引起电流瞬间涨落;与电子热运动速度无关,其平均电流大,电子 数涨落大,噪声电流大。 热噪声:自由电子不停地做热运动,由于电子不断和正离子碰撞,外回路感应电流起伏变化;与电 阻或导体的温度有关,温度升高热运动增强,热噪声与外加电压无关 低频噪声:原因未知;电压低,频率低,噪声电压随频率降低而增大 5.写出各种噪声的功率密度谱及函数表达式
1.时间幅度变换方法 把时间间隔转变为幅度与之线形相关的模拟脉冲,再采用 ADC 转换 2.什么是单道分析器 可以选择一定幅度范围内信号的幅度甄别器,只有当输出信号脉冲的幅度介于给定的电压范围 VL 至 VO 之内,才输出信号脉冲,可选择一定幅度范围内的信号 3.什么是多道分析器 研究具有统计性核辐射现象的一种分析设备,可同时选择多个幅度间隔内的脉冲信号。由输入 部分、储存器、运算器组成。作用(获得的信息):幅度值,时间谱,辐射强度随时间变化关系,射线 能谱,反射性核素衰变曲线等
个一定幅度的信号。这个定值即甄别域 VT。甄别器可用于甄别幅度小于 VT 的信号、干扰和噪 声,输入和输出信号为电压或电流脉冲 8.定标器:用来测量在一定时间间隔内的输入脉冲数,由计数电路和计时电路组成 计数率计:直 接指示计数率-单位时间平均输入脉冲数,差异由成形电路决定 1.时检电路存在的定时误差和成因 时间游动:由于输入信号幅度和波形的变化,引起时检电路输出脉冲产生时间的游移变动 时间 晃动:由于探测器输出的信号统计涨落,及系统中存在的噪声,引起时检电路输出脉冲产生时间 的涨落 时间漂移:时检电路和探测器中对温度,电源电压敏感并容易老化的元件引起的定时误 差
西南科技大学核技术应用复习重点
核技术应用考点总结一、名词解释（3分*4）1.核素：具有特定质子数和中子数的原子，分为稳定核素和放射性核素。
2.核衰变：也称放射性衰变，是某些核素的原子核质子数或中子数过多或偏少造成原子核不稳定而自发蜕变成另外一种核素，并同时发射出各种射线的现象。
3.辐射交联：射线与物质作用形成的离子对、自由基、电子或处于激发态的长链分子等活泼基团或粒子会发生一系列反应，如形成新的化学键，使高分子链间产生交联，由二维结构转化为三维立体网络结构，称之为辐射交联。
4.响应度：也称灵敏度，等于探测器输出信号与入射辐射功率之比。
5.裂变产额：裂变中某一给定种类裂变产物的份额。
6.荧光产额：激发态原子回到基态时发射X射线荧光的几率。
7.辐射降解：聚合物高分子在高能辐射作用下主链发生断裂的效应。
结果是聚合物的分子量随辐射剂量的增加而下降，直到有些聚合物分子裂解为单体分子。
8.比结合能：原子核的结合能除以质量数所得的商，称为比结合能。
或核子结合成原子核时释放的能量。
9.沟道效应：离子的运动受晶轴或晶面原子势的控制，相互作用的概率与入射角关系很大，这种强烈的方向效应称为沟道效应。
10.定量分析：测量所生成的放射性同位素的放射性强度或在生成的放射性同位素反应过程中发出的射线可计算试样中该元素的含量。
11.定性分析：根据所生成的同位素的半衰期以及发出的射线的性质、能量等，以确定元素是否存在。
12.同位素：具有相同原子序数，但质量数不同的一类核素。
13.半衰期：在单一的放射性衰变过程中，放射性活度降至其原有值一半时所需要的时间。
14.同量异位素：具有相同质量数，不同原子序数的一类核素。
15.平均寿命：放射性核素经过时间τ以后，剩下的核素数目约为原来的37%，时间τ即为平均寿命。
16.放射性药物：用放射性核素或标记的化合物及生物制品来研究、诊断、治疗疾病的制剂称为放射性药物。
17.探测率：等效噪声功率的倒数（等效噪声功率：当信号电流（或电压）与噪声的均方根电流（或均方根电压）相等时，对应的入射辐通量）。
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1、名词解释：核电子学：物理学、核科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术等相结合而形成的一门交叉学科。
核辐射探测器：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器。
核仪器：是指用于核辐射产生或测量的一类仪器的统称。
能量-电荷转换系数：设辐射粒子在探测器中损失的能量为E，探测器产生的电子电荷数为N，则N/E称为探测器的能量-电荷转换系数θ。
θ=N/E能量线性：定义：是指探测器产生的离子对数平均值和所需消耗的粒子能量之间的线性程度。
探测器的稳定性：探测器中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
核电子学电路的稳定性：核电子学电路中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
信噪比：信号幅度与噪声均方根值之比冲击函数：系统函数：H(s)=Uo(s)/Ui(s)极点：系统函数中使分母为零的点零点：系统函数中使分子为零的点有源滤波器：将RC积分网络接在放大器的反馈回路里，就构成有源积分电路，或称为有源滤波器。
积分谱：改变阈电压U T，测量到相应的大于U T的脉冲数N(U T)，得到N(U T) - U T 分布曲线，得到的就是积分谱微分谱：从阈电压U Tn上的脉冲计数减去阈电压U Tn+1上的计数就可得到阈电压上间隔ΔU=U Tn-U Tn+1中的计数ΔN。
ΔN和U T的关系曲线，就是脉冲幅度分布曲线（微分谱）仪器谱：仪器实测得的能谱脉冲幅度分布谱：积分谱和微分谱道宽：Uw=Uu - U L > 0时间移动：输入脉冲的幅度和波形的变化引起定时电路输出脉冲定时时刻的移动时间晃动：系统的噪声和探测器信号的统计涨落引起的定时时刻的涨落时间漂移：元件老化、环境温度或电源电压变化（属于慢变化）引起的定时误差慢定时：μs量级的定时快定时：p s量级的定时（还有ns的说法）自然γ全谱：用仪器测得的，能量在及时keV-2.62MeV的自然γ仪器谱。
弹道亏损：电荷Q快速充在理想的电容C上，得到的电压是UMAX=Q/C.实际的电容存在漏电阻； RC回路充电需要一段时间；充电同时有微量电量损失，电容两端实际的电压必然小于UMAX=Q/C，这种现象称之为弹道亏损。
2、核电子学信号的特点：随机性、信号弱、速度快、信号幅度跨度大3.核电子学的发展趋势？高度集成化、微型化、网络化、高性能4.核电子学的内容和研究对象？内容：（1）核科学、高能物理、核技术中有关核辐射（和粒子）探测的电子技术；（2）核爆炸和外层空间的辐射对电子系统的效应和抗辐射的加固技术；（3）核技术应用中所需的电子技术、脉冲幅度、时间间隔、波形和径迹的精密测量和甄别技术、纳秒脉冲技术以及模数变换技术都是在核电子学中首先得到发展。
研究对象：（1）各种辐射探测器及与之相应的电子电路或系统。
（2）针对核信号时间上的随机性、幅度上的统计性、波形的多样性以及信号采集需要加以选择等特点的各种精密的电子学测量技术。
（3）各种大型核电子学系统用于核科学技术和高能物理实验，实时获取并处理大量的辐射信息。
在实验过程中不间断地对整个系统的运行进行监测和控制。
（4）电子原材料、电子元件、器件和电子设备或系统在核辐射、强电磁场下的辐射效应和相应的抗辐射加固技术。
（5）核技术在工业、农业、军事、医学、生物研究等方面应用所需的电子技术。
5.举例：核电子学与核仪器的应用领域。
举例：放射性测量仪器的应用领域。
核仪器：中子射线管、阴极射线管测量仪：气体电离室、正比计数器、半导体探测器、闪烁体探测器6.入射射线所携带的信息包括哪些？入射粒子能量、入射粒子数、强度、入射粒子类型7.核电子学中的干扰和噪声：概念、特点、噪声分类干扰：主要是指空间电磁感应，工频交流电网的干扰，以及电源纹波干扰等外界因素。
（可在电路和工艺上予以减小或消除）噪声：是由所采用的元器件本身产生的。
（可以设法减小但无法消除）噪声特点：属于随机过程；随时间的变化是杂乱无章的；服从一定的统计规律分类：散粒噪声（探测器漏电流的噪声、场效应管栅极漏电流噪声）；热噪声（场效应管的沟道热噪声、电阻元件的热噪声）；低频噪声（场效应管闪烁噪声）8.简述噪声对能谱的影响？由于噪声是随机地叠加在信号电压上，它会使原来代表单一能量的信号幅度在平均值上下作统计涨落由于噪声的存在，使得输出脉冲能谱产生“毛刺”，影响定量测量分析；能谱幅度受到影响，影响测量结果15.简述傅立叶变换、拉普拉斯变换及Z变换三者之间的区别及联系？1）傅立叶变换可是对连续信号、也可是对离散信号。
如对连续信号，可以说它是拉普拉斯变换的特例。
2）拉普拉斯变换用于连续时间信号，它是傅立叶变换的推广，存在条件比傅立叶变换要宽，是将连续的时间域信号变换到复频率域；3）Z变换则是连续信号经过理想采样之后的离散信号的拉普拉斯变换，所对应的域为数字复频率域。
离散时间信号傅里叶变换是Z变换的一种特例。
21.前置放大器的作用？对信号进行初步放大；提高系统的信噪比；减少探测器输出端到放大器之间的分布电容的影响；减少信号传输过程中外界干扰的影响；合理布局，便于调节和使用；实现阻抗转换与匹配22.前置放大器的分类？（1）与不同的探测器相配，可有不同的前置放大器：电离室前置放大器；正比计数器的前置放大器；半导体探测器的前置放大器；闪烁探测器的前置放大器。
（2）根据探测器输出信号成形方式的特点分类，前置放大器可分为：电压灵敏前置放大器；电荷灵敏前置放大器；电流灵敏前置放大器23.谱仪放大器的分类？通用谱仪放大器；快脉冲放大器；弱电流放大器；高能量分辨率高计数率谱仪放大器24.谱仪放大器的结构。
为提高信噪比，采用滤波成形电路，一般采用1-2次微分和2-4次积分滤波成形电路。
在计数率高的时候，引入堆积拒绝电路和基线恢复电路。
25.极零相消电路的作用作用：在几级相串联的系统中，将前级传递函数的极(零)点和后级的零(极)点相消，从而改善输出波形。
消除下降沿“反冲”，改善微分电路引起的基线漂移。
28.阶跃堆积信号、长尾堆积信号波形及特点33.解决放大器幅度过载的方法？（1）应尽可能采用直流耦合，从根本上消除电容充放电的现象；（2）当有耦合电容时，从电路上采用差分输入形式可以具有良好的抗过载性能。
（3）使输入脉冲变窄，从而缩短电容充放电时间；（4）在输入端加一级限幅电路限制过载脉冲。
自行推导（参照第10题幂函数推导）36.无源积分电路的缺点？带负载能力差；无放大作用；特性不理想，边缘不陡37.基线漂移的原因？信号堆积使基线发生涨落。
此外，即使是无“长尾堆积”的系列脉冲通过CR微分网络时，由于电容在放电时间内，未能把存储的电荷放完，当下一个脉冲到达时，电容上剩余的电荷将引起这个后来脉冲的基线发生偏移。
38.基线漂移的危害？基线漂移造成脉冲幅度分析不准，使能谱峰位移动，能量分辨能力下降，在高计数率的情况下，表现得尤为突出。
39.解决基线漂移的方法？①在主放大器的一开始设置微分成形电路，使脉冲变窄，尽可能消除脉冲重叠现象，减小基线漂移。
如前面所述，采用的极-零相消成形电路，也是克服基线漂移的措施之一。
②除掉产生基线漂移的级间耦合电容。
各个放大环节之间采用直接耦合。
③采用直流恢复器或基线恢复器。
40.从探测器出来的脉冲信号经前置放大器和谱仪放大器放大后，需要进一步处理，处理方式根据不同要求一般可以分成哪几种？脉冲计数(强度测量)；脉冲幅度分析(能谱测量)；脉冲信号时间分析(时间测量)。
41.简述脉冲幅度甄别器的工作原理？它有一个阈电压，称为甄别阈，输入脉冲的幅度大于甄别阈时，输出一个脉冲；小于甄别阈时，则无脉冲输出。
42.简述单道脉冲幅度分析器的工作原理？单道脉冲幅度分析器(微分甄别器)，要求只有输入脉冲幅度落在给定的电压区间范围(U L—U U)内，才有脉冲输出。
而输入脉冲幅度小于UL或大于UU时都没有脉冲输出。
43.脉冲幅度甄别器、单道冲幅度分析器，可认为是一种简单的A/D转换器吗？为什么？可以44.例举至少四种可实现模拟量到数字量的单元电路或器件？ADC、脉冲幅度甄别器、单道脉冲幅度分析器、多道脉冲幅度分析器、45.对脉冲幅度甄别器、单道脉冲幅度分析器的基本要求？1）对脉冲幅度甄别器的基本要求：①响应速度快、死时间短（采用开关二极管、高速电压比较器）②甄别阈稳定性高（采用滤波电容、基准电压源）2）单道：所测量的核素的半衰期远大于测量时间；每测一次后，需要逐点改变阈值46.获取多道能谱有哪几种方案？多个单道叠加；多个脉冲甄别器叠加；基于模数变换和存储技术的多道分析器；数字多道分析器47.采用一个脉冲幅度甄别器如何测量能谱？对测量对象的半衰期有何要求？有何不足？输入脉冲的幅度大于甄别阈时，输出一个脉冲；小于甄别阈时，则无脉冲输出。
半衰期要求：不足：48.采用一个单道脉冲幅度分析器如何测量能谱？对测量对象的半衰期有何要求？有何不足？单道脉冲幅度分析器(微分甄别器)，要求只有输入脉冲幅度落在给定的电压区间范围(U L—U U)内，才有脉冲输出。
而输入脉冲幅度小于UL或大于UU时都没有脉冲输出；通过改变单道脉冲幅度分析器的甄别阈，逐次测量获得能谱数据。
半衰期较长，远大于测量时间；不足：测量能谱的简单方法。
但是每测一次后，需要逐点改变阈值，既费时间，又容易受到仪器不稳定的影响，测量误差比较大。
49.采用多个单道并联叠加组成的多道分析器，如何测量能谱？有何不足？50.采用多个积分甄别器并联叠加组成的多道分析器，如何测量能谱？有何不足？51.如何实现双道脉冲幅度分析器？两个单道叠加52.简述基于一般性能的模数变换器和存储技术的多道分析器基本原理？按输入脉冲的幅度大小进行分类计数。
它将分析的脉冲幅度范围分成多个幅度间隔，这些幅度间隔的个数就是分析器的道数；而幅度间隔的宽度就是道宽。
53.多道能谱测量的计数和定时，有哪几种工作方式？第一种工作方式为“定数计时”，即某一道计数达到一预定数时，所需要的测量时间；第二种工作方式为“定时计数”，即获取在一预定的时间内各个道的计数；第三种工作方式为“校正定时计数”，或称之为“活时间定时计数”。
54.实时间、活时间及死时间的关系？百分死时间是怎么定义的？实时间R T=活时间A T + 死时间D T百分死时间=（死时间/实时间）×100%55.画出开关复位型前放电路，输出哪种信号，有何特点？56.画出阻容反馈型前放电路，输出哪种信号，有何特点？57.采用高速ADC实现数字多道脉冲幅度分析器，能否直接对前放输出的信号进行高速采样？58.数字多道的特点？①有利于信号不失真地传输；②省却了传统谱仪为进行多道脉冲幅度分析而设计的诸多硬件的“功能模块电路”(例如，脉冲成形电路、峰值保持电路等) ③在前端对模拟信号进行数字化，有利于提高信号后续处理模块的集成度；④有利于信号处理的软件化；⑤有利于信号的智能化处理；一旦实现了信号的数字化，就可以灵活、方便地运用各种数字信号处理技术(例如，数字滤波器等)，改善有用信号的质量，提高信噪比。