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1、原子核与放射性,第一节 原子核的基本性质,一.组成,1.原子核:,质子:带一个单位的正电荷,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,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,稳定性核素,3.以性质分类：,放射性核素,二.性质,1.体积:,2.密度:,三.稳定性,1.质量亏损,铍,原子核质量：9.0121858
2、u,中子质量：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,2.结合能,核子结合为核，放出的能量,质能关系：E=mc2,例：质量为一个原子质量单位：1u的能量：,1uc2 =1.6605510-27(2.99792108)2,= 931.5 MeV,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,第二节 核衰变的类型,核衰变：放射性核素自发
3、地以各种形式转化为另一核,严格遵守:,质量守恒定律 能量守恒定律 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,跃迁：核子在核内处于运动状态，不同运动状态 对应不同能量,核的能量状态分成一系列等级: 核能级,激发态,基态,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,内转换：将能量直接传给核外内层电子,将内层电子打出,(自由电子),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:
4、 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,特点：,三.衰变,某些原子核不稳定：质子数过多或中子数过多,1.-衰变,a. 能谱连续:,衰变能由粒子与反中微子共有,能量分配不固定,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：,四.电子俘获,质子数过多：自由质子并不能放出电子,总结：射线能谱不连续，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,电子俘获：子母核是同量异位素,特点：,第三节 核衰变的规律,一.衰变规律,大量核 t=0
5、 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,(3) 某一核素进行 n 种衰变:,每种衰变常数： 1， 2， n，,总衰变常数： = 1+2 + n,衰变定律,t,0,N,T 2T 3T 4T,N0 N0/2 N0/4,三.半衰期,二.平均寿命,原子核的寿命：放射性核素衰变前存在的时间,半衰期: T,T 表示放射性核素衰变快慢，不同核素，T 不同,四.放射性活度,dN/dt：单位时间内母核衰变掉的数目,dN/dt 放射掉的N 放射源越强,例,解:,例,解:,查表,例,解:,第五节 核的裂变和聚变,一.重核裂变 链式反应,1.中子轰击铀核,2.链式反应,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,二.轻核聚变,1.聚变,2.热核反应,3.控制,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,
