【正文】 1932, 查德威克（ Chadwick） 發(fā)現(xiàn)中子 1935年獲諾貝爾獎 。 中子為中性粒子，質(zhì)子為帶有單位正電荷的粒子。例如： 和 是獨立的兩種核素，它們有相同的質(zhì)量數(shù)但原子核內(nèi)含有不同的質(zhì)子數(shù)； 和 是原子核內(nèi)含有不同的質(zhì)子數(shù)和相同的中子數(shù)的獨立的兩種核素； 和 是獨立的兩種核素，它們的原子核內(nèi)含有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)，但核所處的能態(tài)是不同的。 Tl20886 Pb20882 兩種核素， A 同， Z、 N 不同。 60Co 58Co 兩種核素， Z 同， A、 N 不同。 NAZ X 6126 C C126CC12第一節(jié) 原子和原子核的基本性質(zhì) 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 31/132 第一節(jié) 原子和原子核的基本性質(zhì) ? …………………………… …… ……………………… 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 32/132 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。 它的產(chǎn)生是宇宙射線與空氣中的 N和 O發(fā)生核反應(yīng)，稱為宇生放射性。 aT ?H、21H；31第一節(jié) 原子和原子核的基本性質(zhì) 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 35/132 穩(wěn)定性同位素和放射性同位素 ?根據(jù) 原子核的穩(wěn)定性 ， 可以把核素分為穩(wěn)定的核素和不穩(wěn)定的放射性核素 。 ?由于極大多數(shù)元素都具有同位素 ， 雖然現(xiàn)在世界上只發(fā)現(xiàn)了近 120種元素 ， 但其同位素已發(fā)現(xiàn)了 2022多種 ， 即 2022多種核素 。 若按原子核的穩(wěn)定性來劃分 ，則可以分為穩(wěn)定的同位素和不穩(wěn)定的同位素 ，不穩(wěn)定的同位素又叫做放射性同位素 。 同位 素技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的放射源 鈷源（ 60Co ）就 是在反應(yīng)堆中生成。 ? ? ConCo 6059 , ?人工放射性核素 第一節(jié) 原子和原子核的基本性質(zhì) 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 37/132 題 例 ?單選題例 ： ?根據(jù)原子核的（ C ）性，可以把核素分為穩(wěn)定的核素和 不穩(wěn)定的核素。 A 同位素豐度 B 同位素質(zhì)量 C 元素的質(zhì)量 D 核素的質(zhì)量比值 ?原子核的穩(wěn)定性與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之間的比例存在 （ D ）的關(guān)系。 A（ p， γ ） B（ n， γ ） C（ α ， γ ） D（ β ， γ ） ?多選題例 ： ? 核素是指在其核內(nèi)具有一定數(shù)目的（ B C E）的一種原 子核或原子。例如 2H原子核的平均結(jié)合能為 ， 4He原子核的平均結(jié)合能為，將兩個 2H原子核聚變?yōu)橐粋€ 4He核時會釋放出很大的能量。這正是聚變堆的物理基礎(chǔ)。 第一節(jié) 原子和原子核的基本性質(zhì) 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 44/132 （ 3）重核區(qū) 平均結(jié)合能比中等核小，例如鈾核的平均結(jié)合能為 ，當重核裂變成兩個中等核時，伴隨很大的能量釋放。即一個具有 236個核子的原子核，分裂成兩個具有 118個核子的原子核，要釋放出 236MeV的能量。 ?比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)的變化特征，是核能利用的基礎(chǔ)。 ?因此，當重原子核分裂成中等質(zhì)量的核時，核子在較輕的核內(nèi)會結(jié)合得更緊密，就可能會大量釋放能量，這就是裂變能；當兩個較輕的核發(fā)生聚合時，釋放出的能量更大，就是聚變能。 A 核子數(shù) B 核質(zhì)量 C 中子數(shù) D 原子序數(shù) ?組成氘核的質(zhì)子和中子質(zhì)量之和（ C）氘核的質(zhì)量。 A 質(zhì)能聯(lián)系 B 萬有引力 C 宇稱守恒 D 庫侖 ?多選題例 ： ?原子能是指原子核結(jié)合能發(fā)生變化時釋放的能量， 原子能利用的實例有（ ABC）。假定某種放射性原子是高度不穩(wěn)定的 ， 那么它將迅速的衰變；如果是稍微有點不穩(wěn)定 ， 那么它就衰變得比較慢 。 但是對于同一種特定的核素來說 ， 它的每一個不穩(wěn)定的核 ，在某一時刻發(fā)生核衰變的幾率都是相等的 ， 所以核衰變從總體上說是服從統(tǒng)計規(guī)律的 。 這表明 ， 放射性衰變是由原子核內(nèi)部運動規(guī)律所決定的 。 對于許多個放射性原子核來說 ， 它們不會同時發(fā)生衰變 ， 有的早 ， 有的晚 。 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 54/132 放射性衰變的指數(shù)衰減規(guī)律 放射性核素的核衰變服從負指數(shù)衰減規(guī)律 。 A=Aoe λ t 式中： Ao—在 t＝０時 ， 即原始的放射性核素 的活度 ， Bq ； A—在 t時刻 ， 該放射性核素經(jīng)核衰變 后剩余的活度 ， Ｂ q； λ—放射性核素的衰變常數(shù) ， 1/s ； t— 經(jīng)過的時間 ， s 。 A α衰變 B β 衰變 C γ衰變 D 自發(fā)裂變 E 發(fā)射質(zhì)子的蛻變 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 56/132 、半衰期和平均壽命 ? ……………………… ……… ……………………… ……… …… 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 57/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ? ……………………… ……………………… …………… …………………… ………… 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 58/132 半衰期 T1/2（ 1） ?半衰期是指一種放射性原子核總數(shù)中有一半發(fā)生了衰變所需的平均時間 ，用 T1/2表示 ， 單位為 s、 h等 。 ?實際上，從上述公式，可得： 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 59/132 半衰期 T1/2（ 2） ?由此可見 ， T1/2與 λ 成反比 ， 放射性核素的半衰期與衰變常數(shù)有一一對應(yīng)的關(guān)系 。T1/2越大 ， 衰變越慢； T1/2越小 ， 衰變越快 。 137Cs T1/2= 135Cs T1/2= 1010s； 60Co T1/2=； 14C T1/2=5730a； 238U T1/2= 109a。它是衰變常數(shù)的倒數(shù) 。 規(guī)定 1Bq=1s1 即每秒衰變 1次為 1貝可 。它是表征放射性核素特征的物理量之一。 1Ci= 1010Bq 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 64/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ? ……… ………………………………… ……… … 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 65/132 137Cs的衰變綱圖 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 66/132 60Co的衰變綱圖 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 67/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ? ……………………… 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 68/132 比活度 ?在實際工作中還經(jīng)常用到“比放射性活度”或“比活 度”的概念。 ?衡量一個放射源或放射性樣品的放射性的強弱的物 理量，除放射性活度外，還常用“衰變率”這一概 念。 A ， B ， C ， D ?平均壽命與半衰期關(guān)系是（ D ）。 A 時間 B 時間的倒數(shù) C 長度 D 長度的倒數(shù) ?多選題例 ： ?（ ABCDE）等手段不能改變放射性核素的衰變常數(shù)。 A 衰變常數(shù) B 射線能量 C 平均壽命 D 半衰期 E 平均自由程 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 70/132 題例 ?單選題例 ： ?輻照生產(chǎn)放射性核素一般只需要照射半衰期的（ C）倍時間，即可得到放射性活度為的 99%的放射源。 由于 的質(zhì)量數(shù) A為 232＝ 4 58，是 4的整倍數(shù)，故稱 4n系。該系的核素質(zhì)量數(shù)皆為 4n＋ 2，故稱 4n＋２系。該系核素的質(zhì)量數(shù)可表示為 4n ＋ 3 。后來由人工方法才發(fā)現(xiàn)了這一放射系，以其中半衰期最長的 （镎）命名，稱為镎系（ 4n＋ 1系）。 第二節(jié) 原子核的放射性 Th23290Pb20882 Th23290Pb20682U23592Pb20782Np23793Np23793輻射防護與環(huán)境保護研究窒 72/132 釷系（ 4n系） 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 73/132 鈾系（ 4n＋ 2系） 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 74/132 錒系（ 4n＋ 3系） 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 75/132 三個天然放射性系的特點 (1)第一個成員有非常長的壽命； (2)都有氣體成員，且是氡的同位素； (3)最終的產(chǎn)物都是鉛； (4)只有最后一個元素是穩(wěn)定的。 A 4n B 4n+1 C 4n+2 D 4n+3 ?由人工方法發(fā)現(xiàn)的 4n+1放射系稱為镎系，其中半 衰期最長核素 237Np的半衰期為 (A)。 A 錒 鈾系 B 镎系 C 鈾系 D 釷系 E 钚系 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 78/132 第三節(jié) 核輻射射線及 其與物質(zhì)相互作用 第三節(jié) 核輻射射線及其與物質(zhì)相互作用 輻射防護與環(huán)境保護研究窒 79/132 一、常用的射線類型及其特征 第三節(jié) 核輻射射線及其與物質(zhì)相互作用 ? ………………………