原子核与放射性

1、原子核与放射性第一页，共二十四页。第一节 原子核的根本性质一.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 - Z2.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:第三页，共二十四页。三.稳定性 1.质量亏损铍原子核质量：9.

2、0121858 u中子质量：1.008665 u质子质量：1.007277 u原子核质量 209 不稳定第五页，共二十四页。质子数中子数名称稳定的核数目ZA-Z偶偶偶偶核156偶奇偶奇核48奇偶奇偶核50奇奇奇奇核5第六页，共二十四页。第二节 核衰变的类型核衰变：放射性核素自发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第七页，共二十四页。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3.093.683.86

3、6.877.67 激发态基态123136C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，光子贯穿本领强第八页，共二十四页。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: 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：第十页，共二十四页。三.衰变某些原子核不稳定：质子数过多或中子数过多1.-衰变第十一页，共二十四页。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. 假设子核处于激发态，伴有衰变贯穿

4、本领很强2.+衰变 a. 能谱连续:同-衰变b. 假设子核处于激发态，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：第十三页，共二十四页。第三节 核衰变的规律一.衰变规律大量核 t=0 时: 母核数 N0 t=t 时: 母核数 Ndt: 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

5、 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t0NT 2T 3T 4TN0N0/2N0/4第十五页，共二十四页。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第十六页，共二十四页。半衰期: TT 表示放射性核素衰变快慢，不同核素，T 不同 第十七页，共二十四页。四.放射性活度dN/dt：单位时间内母核衰变掉的数目dN/dt 放射掉的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 核的裂变和聚变一.重核裂变 链式反响1.中子轰击铀核2.链式反响 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2.热核反响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.控制重水型反响堆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(2.99792