06年4月環(huán)保上崗第一章電離輻射基礎(已修改)
2025-01-31 18:24 本頁面
【正文】 放射性基礎知識 趙福祥 江蘇省輻射環(huán)境監(jiān)測管理站 2023年 4月2023年江蘇省核與輻射監(jiān)督管理和監(jiān)測技術人員上崗培訓 原子核由 中子 和 質子 組成，中子不帶電，質子帶單位正電荷。中子和質子質量相當，分別約等于一個 原子質量單位 。核中中子和質子統(tǒng)稱為核子，數(shù)目以 A表示， A稱為核子數(shù)或質量數(shù)，核中質子數(shù)記為 Z， 中子數(shù)記為 N。 常用如下形式表示一個原子核：實際上核素符號實際上核素符號 X和質子數(shù)和質子數(shù) Z具有唯一、確定的關具有唯一、確定的關系，所以用符號系，所以用符號 AX足以表示一個特定的核素。足以表示一個特定的核素。 原子核的表示核子數(shù)質子數(shù) 中子數(shù)元素符號 原子核由 中子 和 質子 組成，中子不帶電，質子帶單位正電荷。中子和質子質量相當，分別約等于一個 原子質量單位 。核中中子和質子統(tǒng)稱為核子，數(shù)目以 A表示， A稱為核子數(shù)或質量數(shù)，核中質子數(shù)記為 Z， 中子數(shù)記為 N。 常用如下形式表示一個原子核：實際上核素符號實際上核素符號 X和質子數(shù)和質子數(shù) Z具有唯一、確定的關具有唯一、確定的關系系 ，所以用符號，所以用符號 X足以表示一個特定的核素。足以表示一個特定的核素。原子的表示原子序數(shù)化學符號1）湯姆遜模型1903年，湯姆遜提出模型：原子是一個半徑大約為 1010米的球體，正電荷均勻地分布于整個球體，電子則稀疏地嵌在球體中。同年，長岡半太郎認為正負電子不可能相互滲透，提出了電子均勻地分布在一個環(huán)上，環(huán)中心是一個具有大質量的帶正電的球，被他稱為 “ 土星型模型 ” 結構。1原子結構模型3） .原子結構進化示意圖現(xiàn)代原子結構現(xiàn)代原子結構盧瑟福散射實驗結論：? 正電荷集中在原子的中心，即 原子核 ；? 線度為 10–12cm量級，為原子的 10–4量級；? 質量為整個原子的 %以上；從此建立了原子的有核模型。 原子的電中性，要求：? 原子核所帶電量與核外電子 電量相等 ，? 核電荷與核外電子電荷 符號相反 。即： 核電荷 Ze， 核外電子電荷 –Ze。中子 、 質子 和 電子 的 質量 與 電荷質量 (u) 電荷 (e)中子 0質子 ＋ 1電子 － 1 原子核的大?。?P8） 原子核的半徑 ,根據(jù)測量方法： 核力半徑 和 電荷分布半徑 。它們結果相近，均與 A1/3 成正比。電荷半徑：核力半徑： 重要結論： 原子核 半徑 近似 正比于 A1/3， 原子核 體積 近似 正比于 A。原子核的密度 P8：代入 ：得 ：結論：原子核密度為常數(shù)，且非常大。原子的殼層結構 P2? 原子核核外電子又常稱為軌道電子，把電子看成沿一定的軌道運動 ? 最靠近核的一個殼層稱為 K層，在它外面依次為 L殼層， M殼層， N殼層， O殼層等等。每個殼層最多可容納 2n2個電子，以 K殼層而言，最多可容納 2個電子； L殼層最多可容納 8個電子； M殼層為 18個電子， … ?在正常狀態(tài)下，電子先充滿較低的能級 （ P3）?受到內在或外來因素的作用時，處在低能級的電子有可能被激發(fā)到較高的能級上（稱為 激發(fā) 過程）；或電子被電離到原子的殼層之外（稱為 電離 過程） 。 ? 特征 X射線。圖 21 原子能級圖和主要的 K系和 L系特征 X射線原子核物理常用術語（ P5）1).核素 （ nuclide） 具有 一定數(shù)目的中子 和 質子 以及 特定能態(tài) 的一種原子核或原子稱為 核素。 核子數(shù)、中子數(shù) 、 質子數(shù) 和 能態(tài) 只要有一個不同，就是不同的 核素。兩種核素， A同， Z、 N不同。兩種核素， N同， A、 Z不同。兩種核素， Z同， A、 N不同。兩種核素， A、 Z、 N同，能態(tài)不同。 具有 相同原子序數(shù) 但 質量數(shù)不同 的核素稱為某元素的 同位素 。 (即 Z相同， N不同，在元素周期表中處于同一個位置，具有基本相同化學性質。 )表示方法 :238U、 U23 鈾 2382).同位素 （ isotope） 和同位素 豐度鈾的二種同位素。氫的三種同位素； 某元素中 各同位素 天然含量 的 原子數(shù)百分比 稱為 同位素豐度 。% 、 %% 、 % 、 %3).同中子異荷素 （ isotone）4).同量異位素 （ isobar）質量數(shù) A相同 ， 質子數(shù) Z不同 的核素。 中子數(shù) N相同 ， 質子數(shù) Z不同 的核素。也稱為同中子素或同中異位素。5).同質異能素 （ isomer） 質子數(shù) Z 和 中子數(shù) N 均相同 ，而 能態(tài)不同 的核素 。 同質異能態(tài) ：同質異能素所處的能態(tài)，是壽命比較長的激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)半衰期為 。圖 12 核素圖（部分） 圖 13 穩(wěn)定核素分布圖?穩(wěn)定核素幾乎全落在一條光滑曲線上或緊靠曲線的兩側，我們把這條曲線稱為 β 穩(wěn)定曲線。 ?穩(wěn)定曲線上方的核素為豐中子核素，易發(fā)生 β 衰變。位于穩(wěn)定曲線下方的核素為缺中子核素，易發(fā)生 β +衰變原子核的結合能 ? 質量和能量都是物質同時具有的兩個屬性，任何具有一定質量的物體必須與一定的能量相聯(lián)系 ? E=mc2? 一個原子質量單位相聯(lián)系的靜止質量相應的能量為 圖 14 比結合能曲線?獲得能量：?一是重 核裂變 ，即一個重核分裂成兩個中等質量的核，人們依靠重核裂變的原理制造出原子反應堆與原子彈?一是輕 核聚變 。依靠輕核聚變的原
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