1、原子核与放射性,第一页，共二十四页。,第一节 原子核的基本(jbn)性质,一.组成(z chn),1.原子核:,质子:带一个(y)单位的正电荷,中子:中性粒子,m=1.007277 原子质量单位,m=1.008665 原子质量单位,核子在一定条件下可以相互转化,元素符号,质量数,质子数,中子数=A-Z,2.以组成分类：,a.同位素：质子数相同，中子数不同,一个原子质量单位 u=1.6605510-27 Kg,第二页，共二十四页。,b.同质异能素：质子数相同，中子数相同，能量(nngling)不同,c.同量异位素：核子数相同，质子(zhz)数不同,稳定性核素,3.以性质(xngzh)分类：,放射
2、性核素,二.性质,1.体积:,2.密度:,第三页，共二十四页。,三.稳定性,1.质量(zhling)亏损,铍,原子核质量(zhling)：9.0121858 u,中子(zhngz)质量：1.008665 u,质子质量：1.007277 u,原子核质量 中子数质量和质子数质量和,核子组成核：能量减少,质量亏损m=核子质量和核质量,第四页，共二十四页。,2.结合能,核子结合为核，放出(fn ch)的能量,质能关系(gun x)：E=mc2,例：质量(zhling)为一个原子质量(zhling)单位：1u的能量：,1uc2=1.6605510-27(2.99792108)2,=931.5 MeV,3
3、.平均结合能,每一个核子在核中的平均结合能：,大,原子核分解为核子所需能量大,原子核稳定,轻核:A小，质子数与中子数相等稳定,较重核:A较大，中子数/质子数3/2 稳定,重核：A209 不稳定,第五页，共二十四页。,第六页，共二十四页。,第二节 核衰变(shuibin)的类型,核衰变：放射性核素自发地以各种(zhn)形式转化为另一核,严格遵守:,质量守恒定律能量(nngling)守恒定律动量守恒定律电荷数守恒定律核子数守恒定律,衰变前后的质量差,衰变时的能量(衰变能),一.衰变和内转换,原子核（激发状态）,跃迁内转换,稳定,第七页，共二十四页。,跃迁：核子在核内处于运动状态(zhungti)，
4、不同运动状态(zhungti)对应不同能量,核的能量状态(zhungti)分成一系列等级:核能级,激发态,基态(j ti),衰变,波长 0.01nm,特点：,射线谱不连续（能级不连续）,A，Z不变，,光子,贯穿本领强,第八页，共二十四页。,内转换：将能量(nngling)直接传给核外内层电子,将内层(ni cn)电子打出,(自由电子(z yu din z),二.衰变,放射性核素,A较小的核,42He,衰变,一个 42He：粒子,许多 42He：射线,天然放射性核素:衰变,使A减少,同种核放出的粒子速度相同,不同核放出的粒子速度不相同,第九页，共二十四页。,特点(tdin)：,第十页，共二十四页
5、。,三.衰变(shuibin),某些原子核不稳定(wndng)：质子数过多或中子数过多,1.-衰变(shuibin),第十一页，共二十四页。,a.能谱连续(linx):,衰变(shuibin)能由粒子与反中微子共有,能量分配(fnpi)不固定,b.若子核处于激发态，伴有衰变,贯穿本领很强,2.+衰变,a.能谱连续:同-衰变,b.若子核处于激发态，伴有衰变,特点：,特点：,第十二页，共二十四页。,四.电子(dinz)俘获,质子数过多：自由(zyu)质子并不能放出电子,总结：射线(shxin)能谱不连续，射线能谱连续,1933年泡利提出中微子假设,衰变:子母核是同质异能素,衰变：子母核是同量异位素
6、,电子俘获：子母核是同量异位素,特点：,第十三页，共二十四页。,第三节 核衰变(shuibin)的规律,一.衰变(shuibin)规律,大量(dling)核 t=0 时:母核数 N0,t=t 时:母核数 N,dt:衰变掉的母核数为 dN,(1):衰变常数，由核素性质决定,与核素化学性质无关，不随外界条件变化,(2)负号表示母核数随时间增长而减少,第十四页，共二十四页。,(3)某一核素进行(jnxng)n 种衰变:,每种衰变常数：1，2，n，,总衰变常数：=1+2+n,衰变(shuibin)定律,t,0,N,T 2T 3T 4T,N0N0/2N0/4,第十五页，共二十四页。,三.半衰期,二.平均
7、寿命(pn jn shu mn),原子核的寿命：放射性核素衰变前存在(cnzi)的时间,第十六页，共二十四页。,半衰期:T,T 表示放射性核素衰变(shuibin)快慢，不同核素，T 不同,第十七页，共二十四页。,四.放射性活度,dN/dt：单位(dnwi)时间内母核衰变掉的数目,dN/dt 放射(fngsh)掉的N 放射源越强,第十八页，共二十四页。,例,解:,第十九页，共二十四页。,例,解:,查表,第二十页，共二十四页。,例,解:,第二十一页，共二十四页。,第五节 核的裂变(li bin)和聚变,一.重核裂变 链式反应(lin sh fn yng),1.中子(zhngz)轰击铀核,2.链式
8、反应,重核平均结合能小于中等质量核的平均结合能,重核分裂成中等质量核时释放出能量,第二十二页，共二十四页。,二.轻核聚变,1.聚变(jbin),2.热核反应(rhfnyng),3.控制(kngzh),轻核聚变成为较重的核,释放出巨大的能量,（百万度）,1967年6月17日，我国爆炸第一颗氢弹,3.临界体积,4.控制,重水型反应堆,1964年10月16日，我国爆炸第一颗原子弹,第二十三页，共二十四页。,内容(nirng)总结,原子核与放射性。a.同位素：质子数相同，中子数不同。b.同质异能素：质子数相同，中子数相同，能量不同。c.同量异位素：核子数相同，质子数不同。质能关系：E=mc2。1uc2=1.6605510-27(2.99792108)2。轻核:A小，质子数与中子数相等稳定。跃迁：核子在核内处于运动(yndng)状态，不同运动(yndng)状态。射线谱不连续（能级不连续）。A，Z不变，。某些原子核不稳定：质子数过多或中子数过多,第二十四页，共二十四页。,
