放射性基础知识概述.pptx

H1
3 2
He1
C O 14
16
68 88
4).同量异位素（） 质量数A相同，质子数Z不同的核素。
40 18
Ar
K 40
19
95 40
Zr
95 41
Nb
5).同质异能素（）
质子数 Z 和中子数 N 均相同，而能态不同 的核素。
87 38
Sr
87 38
Sr
m
同质异能态：同质异能素所处的能态，是寿命比较长 的激发态。
两种核素，Z同，A、N不同。
60Co 60Com 两种核素，A、Z、N同，能态不同。
2).同位素（）和同位素丰度
1 1
H
2 1
H
3 1
H
氢的三种同位素；
U U 235
238
92
92
铀的二种同位素。
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。)
87 38
Sr
m
激发态半衰期为2.81hr。
图1-2 核素图（部分）
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
• 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。
图2-1 原子能级图和主要的 K系和L系特征X射线
原子核物理常用术语（P5）
1).核素（）
3）.原子结构进化示意图
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10–12量级，为原子的10–4量 级； 质量为整个原子的99.9%以上； 从原此子建的立电了中原性子，的要有求核：模型。 原子核所带电量与核外电子电量相等，
核电荷与核外电子电荷符号相反。
即：核电荷，核外电子电荷–。
表示方法:238U、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。
1 1
H
2 1
H
99.985%、0.015%
16O 17O 18O 99.756%、0.039%、0.205%
3).同中子异荷素（）
中子数N相同，质子数Z不同的核素。 也称为同中子素或同中异位素。
2 1
• 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）
• 1896年贝可勒尔()发现了铀的放 射现象，这是人类第一次在实验室 里观察到原子核现象。
• 在磁场中研究射线的性质时，证明它是 由三种成分组成的。
质量数，核中质子数记为Z，中子数记为N。
X 常用如下形式表示一个原子核：
Z N 质子数
A
中子数
X Z N
实际上核素符号X和质子数Z具有唯一、确定的关系，
所以用符号足以表示一个特定的核素。
原子的表示
原子核由中子和质子组成，中子不带电， 质别约子带等单于位一正个电原荷子质。量中单子位和质。子核化质中学量中符相子号当和质，子分
2006年江苏省核 与辐射监督管理 和监测技术人员 上岗培训
放射性基础知识
赵福祥
江苏省辐射环境监测管理站
2006年4月
原子核的表示
原子核由中子和质子组成，中子不带电，
质核子子带数单位正电荷。中子和质元子素质符量相号当，分
别约等于一个原子质量单位。核中中子和质子
A 统称为核子，数目以A表示，A称为核子数或
中子、质子和电子的质量与电荷
质量(u) 中子 mn 1.00866492u 质子 m p 1.00727646u
电子 me (1 / 1836)u
电荷(e) 0
＋1 －1
1u 1.660538731024 g 1e 1.6021764621019C
原子核的大小（P8）
原子核的半径,根据测量方法：核力半径和电
具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种 原子核或原子称为核素。
A Z
X
N
C 12 66
12 6
C
12 C
核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同，
就是不同的核素。
20886Tl
90 38
Sr
208 82
Pb
Y 91
39
两种核素，A同，Z、N不同。 两种核素，N同，A、Z不同。
60Co 58Co
Z X 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：
X 原子序数 A ZN
实际上核素符号X和质子数Z具有唯一、确定的关 系 ，所以用符号X足以表示一个特定的核素。
1原子结构模型
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。
• 质量和能量都是物质同时具有的两个属 性，任何具有一定质量的物体必须与一 定的能量相联系
•2
• 一个原子质量单位相联系的静止质量相 应的能量为 931.494013
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
4 / 3R3
3
4r03
~ 1038
/ cm3
代入： mN 1.66 1024 g
得：
N nmN ~ 1.66108 t / cm3
结论：原子核密度为常数，且非常大。
原子的壳层结构 P2
• 原子核核外电子又常称为轨道电层称为K层，在它外面 依次为L壳层，M壳层，N壳层，O壳层等 等。每个壳层最多可容纳2n2个电子，以 K壳层而言，最多可容纳2个电子；L壳层 最多可容纳8个电子；M壳层为18个电 子，…
荷分布半径。它们结果相近，均与 A1/3 成正
比。
R r0 A1 3
电荷半径： R 1.20 0.30A1 3 fm
核力半径： R 1.40 0.10A1 3 fm
重要结论： 原子核半径近似正比于A1/3，原 子核体积近似正比于A。
V
4 R3
3
4 3
r03
A
A
原子核的密度P8：
N
A V
A