大学物理 第18章 原子核物理与粒子物理简介.pptVIP

放射性活度的国际单位是“贝可勒尔”(Becquerel)，简称贝可(Bq)，且 1Bq＝1次核衰变/s 放射性活度过去常用的单位为“居里”(Curie) 1Ci＝3.7×1010Bq 1居里(Ci) = 3.7×1010次的核衰变/秒 1毫居里(mCi) = 10-3Ci 1微居里(μCi ) = 10-6Ci 例:　226Ra的半衰期为1602 y,1g226Ra的放射性活度为多少？ 解　1g226Ra的原子核数为 ＝2.665×1021 所以 ＝3.66×1010Bq 由上可知，1g镭的放射性活度约等于1Ci，历史上人们正是把1g镭的放射性活度规定为1Ci的. 例: 设一台?刀初装时60Co源的总活度为6040Ci，使用5年后60Co源活度为多少Bq？其平均寿命为多少年？ 解　60Co的半衰期T ＝5.27y， I0＝6040×3.7×1010Bq, 5年后活度为 ＝1.16×1014Bq 平均寿命为 §18.4　原子核的裂变与聚变 核反应指的就是核的改变. 放射衰变是原子核自发的变化，但更多的是原子核受激的变化, 即原子核受粒子撞击而转变成另一种原子核的过程． 一、核反应的能量 第一个人工核反应是 1919年,卢瑟福用212Po放出的7.68MeV a 粒子轰击氮气. 一般地,反应可由下式表示为 a＋X→Y＋b 反应物是a和X，产物是Y和b. m、E表示核反应a＋X→Y＋b中相应静质量质量和动能 能量(质量)守恒 静止能量的释放 动能的增加 反应能Q定义为: 反应能等于反应物和生成物之间静能之差.对不同的核反应，Q 可正可负，Q＞0称为放能反应，Q＜0称为吸能反应. 二、原子核的裂变反应 核裂变：重核分裂成质量不等核的现象. 核素能够自身裂变的现象称为自发裂变． 入射粒子与重原子核作用发生裂变，称为诱发裂变． 1934年,费米用中子轰击原子核，发现许多人工放射性核素， 1938年,哈恩和史特拉斯曼发现，当中子轰击铀核时，在产物中存在钡那样的中重核． 费米因此获得1938年诺贝尔物理学奖． 慢中子打击23592U 235U称为裂变核，141Ba和92Kr核称为裂变产物 原子核裂变过程 被打击的原子核先吸收中子，形成复核，然后裂开 236U裂变产物: X和Y代表裂开的二碎块 裂变中子：可分为两群： 瞬发中子，每次平均放出2.5个.大约有99.2％的中子在10-12秒内放出． 缓发中子，在半衰期为秒的数量级， 除放出中子外，碎块往往以b-衰变方式连续衰变到稳定核止． 裂变能量： 重核裂变成中等A值的原子核时，放出的能量能量的数值大. * 第18章　原子核物理与粒子物理简介 ?§18.1　原子核的一般性质 ?§18.2　原子核的放射性衰变 ?§18.3　核衰变规律 ?§18.4　原子核的裂变与聚变 ?§18.5　粒子物理简介 原子核物理学是研究原子核特性、结构和变化等问题的一门科学. 一方面是对原子核的结构、核力、核反应等问题的研究，这些是涉及物质结构的基本问题的． 另一个方面是原子能和放射性的应用． 粒子物理的研究内容主要有两个方面： 一是粒子的内部结构； 一是粒子间的相互作用、运动和变化规律。 §18.1　原子核的一般性质 一、原子核的组成 1911年卢瑟福提出原子的核式模型。 1919年卢瑟福首次实现人工核反应，用?粒子从氮核打出质子。 1932年英国物理学查德威克(S. J. Chadwick )发现中子。 海森伯和伊凡宁柯(Иваненко)独立地提出原子核是由质子和中子组成 质子和中子的质量用原子质量单位量度时,自由质子和自由中子分别为. 质子和中子,海森伯称它们为核子,并把质子和中子看作核子具有不同同位旋的两个状态. mp=1 mn=1.0086654u 1961年确定，采用 126C 作为标准 原子质量单位1u(unit)定义为一个碳原子质量的1/12 1u＝1.660 5402×10－27 kg 1.质量数 原子核的质量数(mass number)就是原子核内质子和中子的总数，用A表示 A=Z+N 2. 核电荷 原子核带正电：Ze 核素的符号 AZXN 表示，实际上简写为　AZX,　或 AX 11H ,21H, 42He 3.核半径 实验表明原子核的半径约10-15米． 原子核的半径同质量数A有关系； A