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* 基础化学 第十五章 核化学及其应用简介 Introduction to Nuclear Chemistry and Its Applications 内容提要 核化学的基本概念 发展过程及应用 核子、核素和同质异能素 放射性元素和放射系 质量亏损与核的结合能 放射性衰变和核化学方程式 放射性衰变 核化学方程式 半衰期和放射性活度 放射性碳-14测定年代法 3. 放射性核素示踪技术简介 — PET-CT 基本原理 PET-CT的成像过程 PET-CT的特点 临床上用于诊疗的放射性核素 内容提要 4.核反应和核辐射 ① 核反应 ② 核裂变和核聚变 ③ 核反应的特点 ④ 核辐射和辐射防护 内容提要 教学基本要求 了解有关放射性核素和放射性衰变的概念；核医学治疗技术-放射性核素示踪技术基本原理；核辐射和辐射的防护。 会正确书写核化学方程式。 第一节 核化学的基本概念 核化学 (nuclear chemistry)是研究原子核(稳定性的和放射性的)的反应、性质、结构、分离、鉴定及其在化学中的应用的一门学科。是用化学与物理相结合的方法研究原子核核性质、核结构、核转变的规律。 第一节 核化学的基本概念 一、发展过程及应用 二、核子、核素和同质异能素 核子：组成原子核的基本粒子，如质子和中子。 核素：具有确定的质子数Z 、中子数N并处于一定能量状态的原子核。 第一节 核化学的基本概念 二、核子、核素和同质异能素 核素符号： X：元素，A：质量数，Z：质子数 例如： 同质异能素：指质子数和质量数相同但能量状态不同的核素。 第一节 核化学的基本概念 三、放射性元素和放射系 放射性元素：不稳定原子核自发发射出α、β 和γ 射线的现象，周期表中原子序数84的钋（Po）之后的元素均具有放射性。 放射系：放射性核素大多具有多代母子体衰变过程，最后衰变生成稳定核素，这一过程中发生的一系列核反应被称之为放射系。 第一节 核化学的基本概念 四、质量亏损与核的结合能 指原子核的质量与它所含有的各核子独立存在时的总质量的差额，称为质量亏损。即当核子相互结合成原子核时要放出结合能，减少的能量就是核的结合能，数值愈大，原子核就愈稳定。 例如：核素 的质量亏损为： 5×1.007277u+6×1.008665u-10.811u=0.32102u 其中：一个质子的质量为1.007277u，一个中子的质量为1.008665u 第二节 放射性衰变和核化学方程式 一、放射性衰变 放射性衰变：是放射性核素自发放射出α粒子(即氦核)或β粒子(即电子)或 γ光子，转变成另一种核素的现象。 1. α衰变 产生α粒子（ He） 通式： 位移定则：子核在元素周期表中的位置左移2格。 第二节 放射性衰变和核化学方程式 2.β衰变 产生β粒子（电子e） 通式： 位移定则：子核在元素周期表中的位置右移1格。 3.γ衰变 核从高能态向低能态跃迁放出γ光子的过程。 4. 嬗变 指原子核受中子、质子、α 粒子、重粒子(例如原子核)等轰击而形成新原子核的人工核反应。 第二节 放射性衰变和核化学方程式 5.正电子衰变 由于核内中子缺乏致使放射出正电子的衰变，也叫β+衰变。 衰变时发射一个正电子和一个中微子，原子核中一个质子转变为中子。 β+衰变时母核和子核的质量数不变，但子核的核电荷数减少一个单位。 正电子是电子的反粒子，与电子有相同的质量。 原子所释放正电子会与邻近物质的电子结合而互毀 ，在二者湮灭的同时失去电子质量，转变成方向相反而能量相同的两个伽马射线。 第二节 放射性衰变和核化学方程式 二、核化学方程式 核化学方程式用于表示核变化过程。其书写方法有别于化学反应方程式。在方程式中必须明确指出其质子，中子以及电子数和质量数。 书写时还必须遵守的原则是： 方程式两端的质量数之和相等； 方程式两端的质子数之和相等； 第二节 放射性衰变和核化学方程式 例如：写出下列核化学方程式 Ｉ-122 β衰变： α 粒子轰击 产生 第二节 放射性衰变和核化学方程式 三、半衰期和放射性活度 半衰期 放射性核素的衰变速率用半衰期表示, 符号为t1／2。即任意量的放射性核素衰减一半所需时间。 半衰期越短，其射线的能量越大，造成的伤害越严重。 放射性活度 放射性活度是指通过实验观察得到的放射性物质的衰变速率,也被表述为放射性强度。 第二节 放射性衰变和核化学方程式 四、放射性碳-14测定年代法 自然界中碳的放射性同位素碳-14 在有机物所含碳素中占一定比例。当大气氮被宇宙的高能量粒子冲击就会产生碳-14同位素：C-12和C-14。 第二节 放射性衰变和核化学