原子核与放射性

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-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=1.66055×10-27Kg

2021/3/102b.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:2021/3/103三.稳定性1.质量亏损铍原子核质量：9.0121858u中子质量：1.008665u

质子质量：1.007277u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Δm=核子质量和－核质量2021/3/1042.结合能核子结合为核，放出的能量质能关系：ΔE=Δmc2例：质量为一个原子质量单位：1u的能量：

1uc2=1.66055×10-27×(2.99792×108)2=931.5MeV3.平均结合能

每一个核子在核中的平均结合能： ε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：A>209不稳定2021/3/105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52021/3/106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.γ衰变和内转换原子核（激发状态）跃迁内转换稳定2021/3/107①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3.093.683.866.877.67

激发态基态123136C基态γ衰变波长λ<0.01nm特点：γ射线谱不连续（能级不连续）A，Z不变，光子贯穿本领强2021/3/108②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.α衰变

放射性核素A较小的核

42He

α衰变一个42He

：α粒子许多42He

：α射线天然放射性核素:α衰变,使A减少同种核放出的α粒子速度相同不同核放出的α粒子速度不相同2021/3/109特点：2021/3/1010三.β衰变某些原子核不稳定：质子数过多或中子数过多1.β-衰变2021/3/1011a.能谱连续:衰变能由β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γ衰变贯穿本领很强2.β+衰变a.能谱连续:同β-衰变b.若子核处于激发态，伴有γ衰变特点：特点：2021/3/1012四.电子俘获质子数过多：自由质子并不能放出电子总结：γα射线能谱不连续，β射线能谱连续1933年泡利提出中微子假设γ衰变:子母核是同质异能素β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：2021/3/1013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)

λ: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2021/3/1014(3)

某一核素进行n种衰变:每种衰变常数：λ1，λ2，……

λn，

总衰变常数：λ=λ1+λ2……+

λn衰变定律t0NT2T3T4TN0N0/2N0/42021/3/1015三.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2021/3/1016

半衰期:TT表示放射性核素衰变快慢，不同核素，T不同2021/3/1017四.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2021/3/1018例①②③解:①②③2021/3/1019例解:查表2021/3/1020例解:2021/3/1021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2021/3/1022二.轻核聚变1.聚变2.热核反应3.控制

轻