第14章 原子核放射性剖析
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•原子核内究竟还有什么结构？
•1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经 过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的 电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。 进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完 全相同，所以质子就是氢原子核.
mp 1.67262311027 Kg
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出 了质子------质子是原子核的组成部分。
做原子质量单位，记作u，它与SI质量单位的关系
是：
1u
1 12
m(
12 6
C)
1.660
539
1027
kg
质子质量mn=1.008 665 u 中子质量mp=1.007 276 u
清华版《医学物理学》课件
第一节 原子核的基本性质
12
三 原子核的质量亏损及结合能
1 原子核的质量亏损
如果把原子核的质量与构成原子核的核子（Z 个质子和N个中子）的质量总和加以比较，发现原子 核的质量都小于组成它的核子质量之和，这个差值 称为原子核的质量亏损。
核衰变类型主要有三种：衰变、衰变和衰变.
核衰变过程严格遵守电荷、质量、能量、动量 和核子数守恒定律。
第二节 原子核的衰变
16
一 α衰变
α衰变：放射性核素的原子核（母核）放出一个α 粒子而变为另一种原子核（子核）的过程。
α衰变的过程可写为
A Z
X
Y A4
Z 2
4 2
He
Q
清华版《医学物理学》课件
目录
mn 1.67492861027 Kg
wk.baidu.com
第一节 原子核的基本性质
9
一 原子核的组成
1 原子核的成分
原子核（atomic nucleus）由质子（proton） 和中子（neutron）组成。质子带有正电荷，中子 不带电荷。
原子核用
A Z
X
或
AX
标记，X为相应原子的元素符
号，A为核子数（质量数），Z为质子数（原子序数，
清华版《医学物理学》课件
目录
第一节 原子核的基本性质
13
三 原子核的质量亏损及结合能
2 原子核的结合能
与质量亏损相联系的能量，表示这些自由状态 的单个核子结合成原子核时所释放出来的能量，称 为原子核的结合能。
清华版《医学物理学》课件
目录
第一节 原子核的基本性质
14
四 原子核的稳定性
常用每核子的平均结合能，来反映原子核的稳定
原子核是否只是由质子组成呢？
核的质量 >
核的电量
质子质量
质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子,这一 猜想被他的学生查德威克用实验证实,并得到公认．
中子的发现 1932年英国物理学家查德威克又发现了中子,通 过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同,但 是不带电，是中性粒子.在对各种原子核进行的实 验中,发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒 子.
第二节 原子核的衰变
17
二 β衰变
β衰变：放射性核素自发地放射出β离子或俘获轨道
电子而变成另一个核素的现象称为β衰变，它主要 包括β-衰变、 β+衰变和电子俘获三种类型。
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目录
第二节 原子核的衰变
18
二 β衰变
1 β-衰变
β-粒子实际上是电子。
β-衰变可表示为
A Z
X
Z
A1Y
同，如16O、17O、18O .
同量异位素（isobar）：质量数相同而质子数不同的核素， 如14C和14N。
同质异能素（nuclear isomer）：质量数相同，质子数也相 同，仅能量状态不相同的核素
清华版《医学物理学》课件
目录
11
二 原子核的质量
在原子核物理学中,原子核的质量常用原子质量单
位u表示,常把12C原子质量的1/12作为质量单位，叫
Q
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目录
第二节 原子核的衰变
19
二 β衰变
2 β+衰变
β+粒子实际上是正电子。 β-衰变可表示为
A Z
X
Z
A1Y
Q
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目录
第二节 原子核的衰变
放射性不是少数几种元素才有的,研究发现,原子 序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线,原 子序数小于83的元素,有的也具有放射性．
射线到底是什么? 放射性元素发出的射线包含三种射线：
射线――带两个正电荷的氦核 ;
射线――高速运动的电子流;
射线――高能光子流
质子的发现
•放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的 原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。
电荷数），中子数量用N表示。
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目录
第一节 原子核的基本性质
10
一 原子核的组成
2 核素、同位素、同量异位素和同质异能素的概念
核素（nuclide）：核子组分不同的各种原子核（Z，N都不同）
同位素（isotope）：质子数相同而中子数不同的核素，在元 素周期表中处于同一位置，其化学性质相同，但物理性质不
程度。如果把原子核的结合能除以此核内的总核子 数A，就得到每个核子的平均结合能，它表示从核内 取出一个核子平均所需从外界获得的能量。
获得的能量越多,结合就越紧密,原子核就越稳定.
清华版《医学物理学》课件
目录
第二节 原子核的衰变
自然界中天然存在的核素300多种.其中60多种 是不稳定的放射性核素,他们会自发放出各种射 线变成另一种核素,这种现象称为原子核的放射 性衰变(radioactive decay),简称核衰变(decay). 人工方法制造了1600多种放射性核素.
这是人类第一次发现了放射现象。
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目录
1898年，居里夫妇又发现了其他放射性元素：钋 (Po)、镭(Ra)。
1901年，贝克勒尔发现从铀原子中发射出的高 速电子流（β射线），这表明原子核不是一个不可
分割的基本粒子。
1903年，居里和贝克勒尔获得了诺贝尔物理学 奖；1911年，居里夫人获得了诺贝尔化学奖。
1
第十四章 原子核和放射性
Nucleus and Radioactivity
清华版《医学物理学》课件
原子核和放射性
2
原子核的基本性质 原子核的衰变 放射性核素的衰变规律 放射性核素在医学上的应用
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第一节 原子核的基本性质
3
原子核还能分割吗？
1896年，法国物理化学家贝克勒尔在研究铀矿石 时发现，铀矿能使包在黑纸内的感光胶片感光。即铀 和含铀的矿物能够发出看不见的射线,这种射线可以穿 透黑纸使照相底片感光,物质发射射线的性质称为放射 性.具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发 的放出射线的现象叫做天然放射现象．
•1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经 过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的 电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。 进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完 全相同，所以质子就是氢原子核.
mp 1.67262311027 Kg
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出 了质子------质子是原子核的组成部分。
做原子质量单位，记作u，它与SI质量单位的关系
是：
1u
1 12
m(
12 6
C)
1.660
539
1027
kg
质子质量mn=1.008 665 u 中子质量mp=1.007 276 u
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第一节 原子核的基本性质
12
三 原子核的质量亏损及结合能
1 原子核的质量亏损
如果把原子核的质量与构成原子核的核子（Z 个质子和N个中子）的质量总和加以比较，发现原子 核的质量都小于组成它的核子质量之和，这个差值 称为原子核的质量亏损。
核衰变类型主要有三种：衰变、衰变和衰变.
核衰变过程严格遵守电荷、质量、能量、动量 和核子数守恒定律。
第二节 原子核的衰变
16
一 α衰变
α衰变：放射性核素的原子核（母核）放出一个α 粒子而变为另一种原子核（子核）的过程。
α衰变的过程可写为
A Z
X
Y A4
Z 2
4 2
He
Q
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9
一 原子核的组成
1 原子核的成分
原子核（atomic nucleus）由质子（proton） 和中子（neutron）组成。质子带有正电荷，中子 不带电荷。
原子核用
A Z
X
或
AX
标记，X为相应原子的元素符
号，A为核子数（质量数），Z为质子数（原子序数，
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第一节 原子核的基本性质
13
三 原子核的质量亏损及结合能
2 原子核的结合能
与质量亏损相联系的能量，表示这些自由状态 的单个核子结合成原子核时所释放出来的能量，称 为原子核的结合能。
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第一节 原子核的基本性质
14
四 原子核的稳定性
常用每核子的平均结合能，来反映原子核的稳定
原子核是否只是由质子组成呢？
核的质量 >
核的电量
质子质量
质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子,这一 猜想被他的学生查德威克用实验证实,并得到公认．
中子的发现 1932年英国物理学家查德威克又发现了中子,通 过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同,但 是不带电，是中性粒子.在对各种原子核进行的实 验中,发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒 子.
第二节 原子核的衰变
17
二 β衰变
β衰变：放射性核素自发地放射出β离子或俘获轨道
电子而变成另一个核素的现象称为β衰变，它主要 包括β-衰变、 β+衰变和电子俘获三种类型。
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第二节 原子核的衰变
18
二 β衰变
1 β-衰变
β-粒子实际上是电子。
β-衰变可表示为
A Z
X
Z
A1Y
同，如16O、17O、18O .
同量异位素（isobar）：质量数相同而质子数不同的核素， 如14C和14N。
同质异能素（nuclear isomer）：质量数相同，质子数也相 同，仅能量状态不相同的核素
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11
二 原子核的质量
在原子核物理学中,原子核的质量常用原子质量单
位u表示,常把12C原子质量的1/12作为质量单位，叫
Q
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第二节 原子核的衰变
19
二 β衰变
2 β+衰变
β+粒子实际上是正电子。 β-衰变可表示为
A Z
X
Z
A1Y
Q
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第二节 原子核的衰变
放射性不是少数几种元素才有的,研究发现,原子 序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线,原 子序数小于83的元素,有的也具有放射性．
射线到底是什么? 放射性元素发出的射线包含三种射线：
射线――带两个正电荷的氦核 ;
射线――高速运动的电子流;
射线――高能光子流
质子的发现
•放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的 原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。
电荷数），中子数量用N表示。
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第一节 原子核的基本性质
10
一 原子核的组成
2 核素、同位素、同量异位素和同质异能素的概念
核素（nuclide）：核子组分不同的各种原子核（Z，N都不同）
同位素（isotope）：质子数相同而中子数不同的核素，在元 素周期表中处于同一位置，其化学性质相同，但物理性质不
程度。如果把原子核的结合能除以此核内的总核子 数A，就得到每个核子的平均结合能，它表示从核内 取出一个核子平均所需从外界获得的能量。
获得的能量越多,结合就越紧密,原子核就越稳定.
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第二节 原子核的衰变
自然界中天然存在的核素300多种.其中60多种 是不稳定的放射性核素,他们会自发放出各种射 线变成另一种核素,这种现象称为原子核的放射 性衰变(radioactive decay),简称核衰变(decay). 人工方法制造了1600多种放射性核素.
这是人类第一次发现了放射现象。
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1898年，居里夫妇又发现了其他放射性元素：钋 (Po)、镭(Ra)。
1901年，贝克勒尔发现从铀原子中发射出的高 速电子流（β射线），这表明原子核不是一个不可
分割的基本粒子。
1903年，居里和贝克勒尔获得了诺贝尔物理学 奖；1911年，居里夫人获得了诺贝尔化学奖。
1
第十四章 原子核和放射性
Nucleus and Radioactivity
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原子核和放射性
2
原子核的基本性质 原子核的衰变 放射性核素的衰变规律 放射性核素在医学上的应用
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第一节 原子核的基本性质
3
原子核还能分割吗？
1896年，法国物理化学家贝克勒尔在研究铀矿石 时发现，铀矿能使包在黑纸内的感光胶片感光。即铀 和含铀的矿物能够发出看不见的射线,这种射线可以穿 透黑纸使照相底片感光,物质发射射线的性质称为放射 性.具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发 的放出射线的现象叫做天然放射现象．