核物理基础知识教案

教案

授课内容:核物理基础知识

授课对象:医学检验专业，本科学生

使用教材:《检验核医学》第2版孟庆勇黄定德主编

授课时间：2学时

主讲教师：管超楠

一、教学背景

核物理基础知识是学习检验核医学专业的物理基础，本专业涉及到的核物理基础仅仅局限于对原子结构，质子、中子和电子层面的理解，不涉及更深层次理论物理。

二、教学目标与要求

✧知识目标

掌握：核素和同位素概念；α衰变，β衰变，γ衰变三种衰变类型；带电粒子与物质的相互作用；γ射线对物质的作用

熟悉：α射线，β射线，γ射线的特点；轫致辐射的概念；光电效应意义；康普顿效应特点

✧能力目标

掌握核物理基础知识，在接下来的学习中应用理解。

✧情感目标

在学习基础知识的过程中，培养学生对核物理的兴趣，建立学生对学习本门课程的信心。

三、重点与难点

✧重点

放射性衰变三种类型各自的特点意义；带电粒子与物质相互作用的主要效应机制；γ射线与物质相互作用的机制；

✧难点

轫致辐射的理解，辐射防护的意义

四、教学方法和手段

✧教学方法

启发式教学、象形式教学、对比教学等

✧教学手段

课堂讲授、多媒体教学

五、教学内容

（一）课程导入：通过从核能的开发利用和战争的威慑带入学生的兴趣进入到核物理基础中。通过介绍两位物理人物的背景提高学生学习信心。

（二）课程纲要：

1.核素的分类

2.放射性核素的三种衰变类型

3.三种放射性衰变射线的特点

4.不同放射性核素衰变射线对物质的作用效应

（三）课程内容

1，安东尼·亨利·贝克勒尔(Antoine Henri Becquerel)生平简史。

1896年3月，贝克勒尔发现，与双氧铀硫酸钾盐放在一起但包在黑纸中的

感光底板被感光了。

他推测这可能是因为铀盐发出了某种未知的辐射。

同年5月，他又发现纯铀金属板也能产生这种辐射，从而确认了天然放射性的发现。

2，通过安东尼·亨利·贝克勒尔的生平介绍，导出放射性活度单位贝克勒尔的概念

名称：贝克[勒耳]

符号：Bq

量的名称：放射性活度单位SI

表示：1 Bq = 每秒1次放射性衰变

3，玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里（Marie Skłodowska Curie）生平简史。

1898年7月，居里夫妇向科学院提出《论沥青铀矿中一种放射性新物质》，发现元素84号，以她的祖国波兰的名字命名新元素为钋（polonium）。

1898年12月，居里夫妇和同事贝蒙特向科学院提出《论沥青铀矿中含有一种放射性很强的新物质》，发现新元素88号，命名为镭（Radium）。

1902年，经过三年又九个月的提炼，居里夫妇从数吨残渣中分离出微量（一

，测得镭原子量为225。

分克）氯化镭RaCl

2

1934年7月4日，以恶性贫血症（由镭引起）逝世于疗养院。

4，通过玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里的生平介绍，导出放射性活度单位居里的概念

名称：居里

符号：Ci

量的名称：放射性活度单位SI

表示：1 Ci = 1克镭衰变成氡的放射强度。1Ci=3.7×1010Bq

5，列举历史上曾出现过的原子模型，说明原子的结构组成，讲解原子核的结构组成，带电性和能量状态以及原子核的表示符号。

核子——是质子（proton，p）、反质子、中子（neutron，n）与反中子的总称。它由夸克和胶子组成，属于重子。

原子质量单位（atomic mass unit，amu）—1amu 相当于12C原子质量1/12。1amu=1质量数，＜1amu质量数规定为0。

核子——是质子（proton，p）、反质子、中子（neutron，n）与反中子的总称。它由夸克和胶子组成，属于重子。

原子质量单位（atomic mass unit，amu）—1amu 相当于12C原子质量1/12。1amu=1质量数，＜1amu质量数规定为0。

原子核能量状态

原子核能量状态分为基本能量状态（基态）和高能状态（激发态），用m

表示激发态。

激发态原子，指的是基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

原子核的符号

A Z X 和Am

Z

X分别描述基态和激发态元素。

A表示质量数A=p+n, ，X代表元素序号。

99m

43

Tc处于激发态锝-99。

6，在元素周期表上说明元素和核素的概念及区别。

原子核内质子数Z相等的一类核，称为元素（element）。

元素周期第118号元素是Uuo,是1999年用氪-86轰击铅-208得到的核素。

但是发现的核素却有3000多种。元素相当于是盒子,同一个盒子里有好几种核素。比如氢元素就包括3种核素：氕、氘、氚。

同质异能素

原子核质子数，中子数相等，但所处能态不一样的核素，互称为同质异能素（isomer）。

同位素

原子核内质子数相同、中子数不同、或能量状态不一样的核素，互称为同位素（isotope）。

质子数相同，Z相同，元素周期

表中属于同一位置。

7，对于三种不同的概念，通过对比记忆加深理解

子数相同，中子数相同，能量状态相同——核素

质子数相同，中子数相同，能量状态不同——同质异能素

质子数相同，中子数不同，或能量状态不同——同位素（同种元素）

8，介绍放射性核素与稳定核素的概念，了解稳定核素是相对稳定的定义。

放射性核素(radioactive nuclide):自主发生核结构或能量状态改变，生成另一种核素，释放某种粒子的核素。

稳定性核素（stable nuclide）：不具有自主发生核衰变或者发生几率极小的核素。也称作，非放射性核素。

9，课堂提问，什么是稳定，怎么算稳定？引出半衰期的意义。

稳定是相对的，是一种极不明显的变化。

质变化减少一半的时间——半衰期

放射性核素半衰期t1/2：放射性原子核数因衰变而减少一半所经历的时间。

10，放射性核素（α、β、γ）三种衰变类型

α衰变-释放α粒子的衰变