醫(yī)用物理學(xué)：CHP17 原子核與放射性

1、第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性1第十七章第十七章原子核與放射性原子核與放射性第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱

2、讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性2要求：要求：1 1、掌握掌握原子核的衰變規(guī)律及其射線與物原子核的衰變規(guī)律及其射線與物 質(zhì)的相互作用；質(zhì)的相互作用；2 2、熟悉熟悉輻射劑量與防護(hù)；輻射劑量與防護(hù)；3 3、了解了解原子核的基本性質(zhì)、原子核的衰原子核的基本性質(zhì)、原子核的衰 變類型。變類型。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第17

3、17章原子章原子核與放射性核與放射性3第一節(jié)第一節(jié) 原子核的基本性質(zhì)原子核的基本性質(zhì)一、原子核的組成、質(zhì)量和大小一、原子核的組成、質(zhì)量和大小 原子核由核子（質(zhì)子、中子）組成原子核由核子（質(zhì)子、中子）組成1.1.質(zhì)子質(zhì)子(proton)(proton): : 質(zhì)子帶正電質(zhì)子帶正電, ,其質(zhì)量其質(zhì)量m mp p=1.007276u=1.007276u， （1u=1.661u=1.661010-27 -27 Kg,Kg,稱為稱為統(tǒng)一原子質(zhì)量單位統(tǒng)一原子質(zhì)量單位）；）；2.2.中子中子(neutron)(neutron): : 中子不帶電，其質(zhì)量中子不帶電，其質(zhì)量m mn n=1.008665u=1.

4、008665u；3.3.原子序數(shù)原子序數(shù) Z Z：4.4.質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) A A: : 原子核中質(zhì)子和中子的總和稱為原子核中質(zhì)子和中子的總和稱為質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)，記作，記作A A , , 原子核的質(zhì)量幾乎都是原子核的質(zhì)量幾乎都是u u的整數(shù)倍，即的整數(shù)倍，即m m = u= uA A第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性4 原子核

5、內(nèi)的原子核內(nèi)的A A、Z Z值和核能態(tài)都相同的一類原值和核能態(tài)都相同的一類原子稱為同一種子稱為同一種核素。核素。 其表示符號為其表示符號為 5.5.核素核素(nuclide):(nuclide):6.同位素（同位素（isotope）: Z值相同、值相同、A值不同的核素，彼此稱為值不同的核素，彼此稱為同位素同位素。 如如: 168O 、1H、2H、3H。XXAAZ、第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱

6、讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性57.7.同核同核( (質(zhì)質(zhì)) )異能素異能素(isomer):(isomer):8.同量異位素：同量異位素： A 相同、相同、Z 不相同的原子，稱為不相同的原子，稱為同量異位素，同量異位素，如：如：CaAr40204018、的同位素。的同位素。是是如如ccmTT99439943 表示表示用用 XAmCaS40203616、9、同中子異位素、同中子異位素中子數(shù)相同核素：中子數(shù)相同核素：第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部

7、分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性610.10.原子核的大小原子核的大小 原子核的體積正比于原子核的質(zhì)量原子核的體積正比于原子核的質(zhì)量數(shù)數(shù)A A，原子核的形狀近似為球形，原子核的形狀近似為球形，其其核半徑核半徑 R R = R = R0 0 A A1/31/3 R R0 0是常數(shù)，是常數(shù)，R R0 0=1.2=1.21010-15 -15 m m。 原子半徑是核半徑原子半徑是核半徑10106 6倍左右。倍左右。 綠豆大小的核（綠豆大小的核（1mm1mm

8、）其原子半徑約為）其原子半徑約為1km1km。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性71111、核密度是均勻的，約為：、核密度是均勻的，約為：3 33 34 4R Rm m其值遠(yuǎn)大于水的密度其值遠(yuǎn)大于水的密度10103 3kg/mkg/m3 3和鉑金的密度和鉑金的密度21.521.510103 3kg/mkg/m3 3. .

9、 原子核是物質(zhì)高度密集處，為什么？原子核是物質(zhì)高度密集處，為什么？3 31 17 73 31 15 52 27 7k kg g/ /m m1 10 02 2. .3 3) )1 10 0( (1 1. .2 21 10 01 1. .6 66 63 34 4A AA A3 30 0R R3 34 43 30 0R R3 34 4第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第

10、第1717章原子章原子核與放射性核與放射性81212、核力、核力(nuclear force)(nuclear force)：核力為什么這么強？核力為什么這么強？湯川秀樹湯川秀樹19351935年，發(fā)表了核力的介子場論，用數(shù)學(xué)年，發(fā)表了核力的介子場論，用數(shù)學(xué)方法預(yù)見介子的存在，解釋了這些問題，并于方法預(yù)見介子的存在，解釋了這些問題，并于1949年獲諾貝爾物理獎。年獲諾貝爾物理獎。 存在于核子間的力稱為存在于核子間的力稱為核力，是短程力（僅在核力，是短程力（僅在1010-15 -15 m m范圍內(nèi)起作用），是一種強相互作用力，具有飽范圍內(nèi)起作用），是一種強相互作用力，具有飽和性，與核子的帶電性無

11、關(guān)，和性，與核子的帶電性無關(guān)，核子間不能無限靠近核子間不能無限靠近（ 10-1 m 即為斥力）即為斥力）。自然界只存在四種基本相互作用力：自然界只存在四種基本相互作用力： 即引力、電磁力、弱力與強力。即引力、電磁力、弱力與強力。湯川秀樹湯川秀樹第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性913.核能級：核能級：原子核和原子一樣具有

12、分立的能級，稱為原子核和原子一樣具有分立的能級，稱為原子核原子核能級能級. .核能級間可以發(fā)生躍遷，躍遷時輻射電磁波（即核能級間可以發(fā)生躍遷，躍遷時輻射電磁波（即射線）釋放能量。射線）釋放能量。射線射線基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) 第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性10三、原子核結(jié)合能和質(zhì)量虧損三、原子核結(jié)合能和質(zhì)量虧損1.1

13、.結(jié)合能：結(jié)合能： 核子結(jié)合成核子結(jié)合成原子核原子核的過程中，要釋放能量，此能量的過程中，要釋放能量，此能量稱為稱為結(jié)合能結(jié)合能。 2.2.質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損(mass defect) (mass defect) ： 任何原子核的質(zhì)量都小于組成它的所有核子單獨存在時的任何原子核的質(zhì)量都小于組成它的所有核子單獨存在時的質(zhì)量之和，其差值稱為質(zhì)量虧損，質(zhì)量之和，其差值稱為質(zhì)量虧損， 用用m m 表示。表示。如如: :氘氘( (2 21 1H)H)由一個中子、一個質(zhì)子組成，由一個中子、一個質(zhì)子組成，質(zhì)量虧損為質(zhì)量虧損為)(002389. 0)008665. 1007276. 1(013552. 2)(u

14、nmpmmmH 以能量為以能量為2.225MeV的光子釋放。的光子釋放。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性11虧損的質(zhì)量將轉(zhuǎn)為能量，質(zhì)能關(guān)系：虧損的質(zhì)量將轉(zhuǎn)為能量，質(zhì)能關(guān)系： E E =m m C C 2 2 = 931.5= 931.5m m (MeV(MeV) )式中式中m m 用用統(tǒng)一原子質(zhì)量單位統(tǒng)一原子質(zhì)量單位u

15、 u作單位，能量作單位，能量E E 以以兆電子伏特兆電子伏特(MeV)(MeV)作單位。作單位。1u1u質(zhì)量的物質(zhì)對應(yīng)質(zhì)量的物質(zhì)對應(yīng)931.5MeV931.5MeV能量。能量。比結(jié)合能：比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與該核的核子數(shù)之比，原子核的結(jié)合能與該核的核子數(shù)之比，用用表示表示, , =E E/ /A A第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與

16、放射性核與放射性123、原子核的穩(wěn)定性：、原子核的穩(wěn)定性：現(xiàn)在已知的核素約有現(xiàn)在已知的核素約有20002000多種多種，僅約，僅約300300種核素是種核素是穩(wěn)定的穩(wěn)定的，其余皆為不穩(wěn)定核素。，其余皆為不穩(wěn)定核素。原子核不穩(wěn)定的因素有：原子核不穩(wěn)定的因素有：比結(jié)合能比結(jié)合能小的核不穩(wěn)定小的核不穩(wěn)定，易于分解，易于分解，A A3030的核的核結(jié)合能都較小，皆以分子形式存在；結(jié)合能都較小，皆以分子形式存在；非偶偶核不穩(wěn)定，非偶偶核不穩(wěn)定，即即Z Z、A A不均為偶數(shù)。不均為偶數(shù)。中、質(zhì)比不為中、質(zhì)比不為1 1（即中子數(shù)（即中子數(shù)/ /質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)11）；）；核子數(shù)核子數(shù)209209不穩(wěn)定不穩(wěn)定；其

17、他不明原因其他不明原因. .不穩(wěn)定核素將發(fā)生核衰變。不穩(wěn)定核素將發(fā)生核衰變。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性13第二節(jié)第二節(jié) 核衰變類型核衰變類型核衰變（核衰變（nuclear decay)nuclear decay) 不穩(wěn)定核素自發(fā)地放出射線變成另一種核素的現(xiàn)象不穩(wěn)定核素自發(fā)地放出射線變成另一種核素的現(xiàn)象稱為原子核衰

18、變，簡稱稱為原子核衰變，簡稱核衰變核衰變。 衰變過程遵守四個守恒定律：衰變過程遵守四個守恒定律： 質(zhì)量和能量守恒定律質(zhì)量和能量守恒定律 動量守恒定律動量守恒定律 電荷數(shù)守恒定律電荷數(shù)守恒定律 核子數(shù)守恒定律核子數(shù)守恒定律衰變能衰變能： 如果衰變前后的靜止質(zhì)量不守恒，則衰變前后的質(zhì)量差如果衰變前后的靜止質(zhì)量不守恒，則衰變前后的質(zhì)量差值將轉(zhuǎn)化為核衰變時吸收或放出的能量，此能量稱為衰值將轉(zhuǎn)化為核衰變時吸收或放出的能量，此能量稱為衰變能，記作變能，記作Q Q。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作

19、業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性14一、一、 衰變衰變質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)A A超過超過209209的重核不穩(wěn)定，會自發(fā)發(fā)射的重核不穩(wěn)定，會自發(fā)發(fā)射粒粒子，衰變成子，衰變成A A值較小的原子核，這種值較小的原子核，這種能發(fā)出能發(fā)出射線射線的核衰變稱為的核衰變稱為衰變衰變。 粒子即氦核（粒子即氦核（4 42 2He)He)衰變的過程表示：衰變的過程表示：QYAzAzX 4242衰變的衰變的位移法則：位移法則：在元素周期表內(nèi)子核在元素周期表內(nèi)子核Y Y的位置的位置比母核比

20、母核X X前移兩位。前移兩位。如：如：Q HeRnRa226884222286第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性15衰變的衰變綱圖衰變的衰變綱圖 226 2268888RaRa(1600y)(1600y)2222228686RnRn0 Mev0 Mev3.82d3.82d0.320.321010-9-9s s1 14.7

21、84Mev4.784Mev（94.6%94.6%）0.186Mev0.186Mev2 24.598Mev(5.4%4.598Mev(5.4%）3 3 0.3Mev(0.0065%0.3Mev(0.0065%）鐳原子核放射出來的鐳原子核放射出來的粒粒子有三種形式：子有三種形式： 1 1、2 2、3 3，對應(yīng)不同的能量。，對應(yīng)不同的能量。箭頭向左下方箭頭向左下方指，表示子核指，表示子核較母核在元素較母核在元素周期表中前移周期表中前移第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后

22、頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性16二、二、衰變衰變 原子核自發(fā)的變成另一種核，其質(zhì)量數(shù)原子核自發(fā)的變成另一種核，其質(zhì)量數(shù)A A不變，原子不變，原子序數(shù)在元素周期表中向前或向后移一個位置，此過序數(shù)在元素周期表中向前或向后移一個位置，此過程，稱為程，稱為衰變衰變。衰變類型：衰變類型：- - 衰變衰變、 衰變、電子俘獲衰變、電子俘獲1 1、- - 衰變衰變 原子原子核內(nèi)中子數(shù)多于質(zhì)子數(shù)時，核內(nèi)中子數(shù)多于質(zhì)子數(shù)時，原子核自發(fā)發(fā)射原子核自發(fā)發(fā)射- - 粒子（即負(fù)電子），此衰變稱為粒子（即負(fù)電

23、子），此衰變稱為- - 衰變衰變。是中微子是中微子的反物質(zhì)的反物質(zhì)QYXeAZAZe 011- - 衰變的過程表示：衰變的過程表示：第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性17QeYXeAZAZ 1- -衰變使子核增加了一個質(zhì)子，子核較母核在衰變使子核增加了一個質(zhì)子，子核較母核在元素周期表中后移一位。元素周期表中后移一位。如如

24、吳健雄吳健雄等人做的鈷等人做的鈷6060的的- -衰變：衰變：Qe e0199439942TcTcMoMoMO(鉬鉬) 的衰變表示式為：的衰變表示式為：Qee N Ni i60286027Co第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性18中微子和反中微子都是非常輕的中性粒子，與其它粒子的相中微子和反中微子都是非常輕的中性粒子，與

25、其它粒子的相互作用非常弱，互作用非常弱，歷史上中微子曾被稱為歷史上中微子曾被稱為“竊賊竊賊” ” ，因其與，因其與粒子隨機粒子隨機( (任意任意) )分配能量分配能量( (E E+ +E Ee e= =E EMAXMAX) )而不被發(fā)現(xiàn)，使而不被發(fā)現(xiàn)，使粒子能量不是離散粒子能量不是離散數(shù)值，而出現(xiàn)連續(xù)分布的值。數(shù)值，而出現(xiàn)連續(xù)分布的值。中微子有三種類型：中微子有三種類型：e e、 。4040K K的的能譜圖能譜圖粒子動能粒子動能粒子粒子數(shù)粒子粒子數(shù)E EMAXMAX峰值峰值中微子和反中微子：中微子和反中微子：實驗中發(fā)現(xiàn)實驗中發(fā)現(xiàn)- -粒粒子的能量是連續(xù)子的能量是連續(xù)分布的，為什么？分布的，為什

26、么？第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性19衰變綱圖：衰變綱圖：M MO O( (鉬鉬) )T TC C( (锝锝) )通通常在衰變圖上標(biāo)出常在衰變圖上標(biāo)出的是的是粒子的最粒子的最大能量值大能量值(、的總值的總值 ) )0.18110 MeV2.2105a9943Tc9942Mo(66h)0.14050.840MeV(1.

27、3%)0.50910.14266.02h1.214MeV(81%)0.92050.43MeV(17%)第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性20QeAZAZ eYX011子核比母核在元素周期表中前移一位。子核比母核在元素周期表中前移一位。2、 +衰變衰變在質(zhì)子數(shù)較多的原子核中，若其基態(tài)能量較大，其中在質(zhì)子數(shù)較多的原子核中，若

28、其基態(tài)能量較大，其中一個質(zhì)子會發(fā)射一個正電子和一個中微子，變?yōu)橹凶?。一個質(zhì)子會發(fā)射一個正電子和一個中微子，變?yōu)橹凶?。原子核自發(fā)發(fā)射原子核自發(fā)發(fā)射+ +粒子粒子( (即即正電子正電子) )的衰變稱為的衰變稱為+ +衰衰變變。+ +衰變的過程表示為：衰變的過程表示為：第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性21正電子正電子+ +

29、: : 正電子，是負(fù)電子的反粒子，當(dāng)其能量為零正電子，是負(fù)電子的反粒子，當(dāng)其能量為零時，將與一個負(fù)電子結(jié)合，變成兩個能量均為時，將與一個負(fù)電子結(jié)合，變成兩個能量均為0.511Mev0.511Mev且飛行方向相反的且飛行方向相反的X X光子，此即光子，此即電子對的電子對的湮滅湮滅。通過測量通過測量X X射線可探測射線可探測+ +的存在。的存在。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)

30、用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性223、電子俘獲電子俘獲 （electron capture )在質(zhì)子數(shù)較多的原子核中，質(zhì)子從核外俘獲一在質(zhì)子數(shù)較多的原子核中，質(zhì)子從核外俘獲一個電子，發(fā)射一個中微子，轉(zhuǎn)為中子，此衰變個電子，發(fā)射一個中微子，轉(zhuǎn)為中子，此衰變過程稱為過程稱為電子俘獲電子俘獲， 簡寫為簡寫為EC EC 。ECEC的過程可表示為：的過程可表示為： 子核在元素周期表內(nèi)較母核前移一位。子核在元素周期表內(nèi)較母核前移一位。QYeXeAZAZ 1第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)

31、用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性23被俘獲的電子主要被俘獲的電子主要來自核外的來自核外的K K、L L層，層，電子被俘獲后將產(chǎn)電子被俘獲后將產(chǎn)生子核的標(biāo)識射線或生子核的標(biāo)識射線或俄歇電子俄歇電子( (M.P. AugerM.P. Auger在在19251925年發(fā)現(xiàn)，于是稱為年發(fā)現(xiàn)，于是稱為AugerAuger電子電子) )俄歇電子是指電子躍遷時不輻射標(biāo)識射線，而將其俄歇電子是指電子躍遷時不輻射標(biāo)識射線，而將其能量傳給同一能級的另一電子，使其

32、成為自由電子，能量傳給同一能級的另一電子，使其成為自由電子，此自由電子即為此自由電子即為俄歇電子俄歇電子。俄歇效應(yīng)俄歇效應(yīng)第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性24三三.衰變和內(nèi)轉(zhuǎn)換衰變和內(nèi)轉(zhuǎn)換 原子核內(nèi)發(fā)射原子核內(nèi)發(fā)射射線的衰變方式稱為射線的衰變方式稱為衰變。衰變。 射線是電磁波，從原子核內(nèi)發(fā)出后，射線是電磁波，從原子核內(nèi)

33、發(fā)出后，衰變前后衰變前后A A、Z Z值不改變。值不改變。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：核反應(yīng)或核衰變后新生成的子體核，多數(shù)核反應(yīng)或核衰變后新生成的子體核，多數(shù)處于激發(fā)處于激發(fā)態(tài)態(tài)，不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，在向基態(tài)躍遷時將多余能量以在向基態(tài)躍遷時將多余能量以射線的形式釋放。射線的形式釋放。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性25內(nèi)轉(zhuǎn)換（內(nèi)轉(zhuǎn)換

34、（internal conversion)第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性26 原子核向基態(tài)躍遷時，將多余能量傳遞給核外某原子核向基態(tài)躍遷時，將多余能量傳遞給核外某內(nèi)層軌道電子，使其成為自由電子，此過程稱為內(nèi)層軌道電子，使其成為自由電子，此過程稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換。產(chǎn)生的自由電子稱為產(chǎn)生的自由電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子內(nèi)轉(zhuǎn)換電子。

35、內(nèi)殼層出現(xiàn)空位后還將再產(chǎn)生內(nèi)殼層出現(xiàn)空位后還將再產(chǎn)生標(biāo)識標(biāo)識X X射線射線或俄歇電子?；蚨硇娮印?nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性27第一、二節(jié)小結(jié)第一、二節(jié)小結(jié)核素核素同位素同位素同核異能素同核異能素同量異位素同量異位素原子核的組成原子核的組成核力核力原子核的密度原子核的密度核能級核能級結(jié)合能和質(zhì)量虧損結(jié)

36、合能和質(zhì)量虧損原子核的原子核的基本性質(zhì)基本性質(zhì)核衰變核衰變四個守恒定律四個守恒定律衰變類型衰變類型第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性28第三節(jié)第三節(jié) 原子核的衰變規(guī)律原子核的衰變規(guī)律 此即放射性核素的衰變規(guī)律。此即放射性核素的衰變規(guī)律。一、一、衰變規(guī)律衰變規(guī)律不穩(wěn)定核素的衰變率（單位時間內(nèi)衰變的核數(shù)）與現(xiàn)不穩(wěn)定核素的衰變

37、率（單位時間內(nèi)衰變的核數(shù)）與現(xiàn)有的原子核個數(shù)有的原子核個數(shù)N N 成正比，即：成正比，即：稱為稱為衰變常數(shù)，衰變常數(shù)， = =1 12 2n n對上式積分，并利用初始條件對上式積分，并利用初始條件t t =0,=0,N N = =N N0 0, , 則有：則有：teNN0N Nt tN Nd dd d第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放

38、射性核與放射性29二、半衰期（二、半衰期（half-life)half-life) 放射性核素減少一半所需的時間，稱為放射性核素減少一半所需的時間，稱為半衰期半衰期 用用T T 表示表示693.02lnT所以所以T Tt tN NN N 2 21 10 0常見放射性核素的衰變類常見放射性核素的衰變類型及型及T T 的值見教材：表的值見教材：表17-117-1注意注意: :1414C C的的T T = 5730a= 5730a第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁

39、返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性30木乃伊的存在年代如何計算木乃伊的存在年代如何計算? 活著生物體骨骼內(nèi)活著生物體骨骼內(nèi)1414C C、1212C C的數(shù)量之比的數(shù)量之比( (平衡比平衡比) )與空氣相與空氣相同是確定的值同是確定的值( (為為1.31.31010-12-12),),生物體死亡后生物體死亡后, ,1414C C值將逐漸減值將逐漸減少少, ,1414C C的半衰期的半衰期T T1 1=5730a=5730a由此可求出骨骼存放年代由此可求出骨骼存放年代. . 如果能測量某木乃

40、伊骨骼所含如果能測量某木乃伊骨骼所含1414C C的量是同質(zhì)量有的量是同質(zhì)量有生命骨骼含量的生命骨骼含量的1/4,1/4,則此木乃伊存在的年代可計算則此木乃伊存在的年代可計算為：為：T Tt tN NN N 2 21 10 0T Tt tN N 2 21 141,0MMANMaTtTt114602 , 2 第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子

41、核與放射性核與放射性311.1.生物半衰期生物半衰期：藥物進(jìn)入生物體，體內(nèi)留存量由于生物代謝減少也藥物進(jìn)入生物體，體內(nèi)留存量由于生物代謝減少也近似滿足衰變規(guī)律，我們把減少一半所需的時間稱近似滿足衰變規(guī)律，我們把減少一半所需的時間稱為為生物半衰期生物半衰期，用，用T Tb b表示，表示，b b 稱為稱為生物衰變常數(shù)生物衰變常數(shù)。2.2.有效半衰期有效半衰期 放射性藥物進(jìn)入生物體放射性藥物進(jìn)入生物體后，有生物和物理兩種衰后，有生物和物理兩種衰減，衰減加快，衰減總速率為：減，衰減加快，衰減總速率為：e e= =b b+ +稱為稱為有效衰變常數(shù)，有效衰變常數(shù)，若若T Te e表示表示有效有效半衰期半衰

42、期，則：則： N NN Nt tN Ne ed dd db b 111bTTTe 第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性323 3、平均壽命、平均壽命1010個人的平均壽命（個人的平均壽命（1 1人活人活3030歲，歲，2 2個人活了個人活了4040歲，歲，4 4個人個人活了活了5050歲，歲，3 3個人活了個人活了7070

43、歲）如何計算？歲）如何計算？中國人目前的平均壽命約為中國人目前的平均壽命約為7272歲，如何計算？歲，如何計算？同類放射性核素的平均生存時間即同類放射性核素的平均生存時間即平均壽命。平均壽命。利用統(tǒng)計規(guī)律可求出某放射性核素的利用統(tǒng)計規(guī)律可求出某放射性核素的平均壽命平均壽命： 0 00 00 00 00 0) )d d1 1d d1 1t tN Nt tN NN Nt tN NN N( 0 00 01 1d de et tt tN NN Nt t0第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答

44、業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性33三、放射性活度（三、放射性活度（activityactivity) )單位時間內(nèi)衰變的原子核數(shù)稱為放射性活度單位時間內(nèi)衰變的原子核數(shù)稱為放射性活度。用。用A A表示：表示：dtdNA teNNdtdNA 0定義式定義式teAA 0關(guān)系式關(guān)系式A A0 0= =NN0 0表示表示t t =0=0時刻的放射性活度。時刻的放射性活度。常用式：常用式：TtAA)21(0 第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)

45、第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性34放射性活度的單位：放射性活度的單位： 貝可（貝可（BqBq） 舊單位：舊單位：居里居里(Ci(Ci) ) 1Ci=3.7 1Ci=3.7101010 10 BqBq物質(zhì)質(zhì)量為物質(zhì)質(zhì)量為M M，原子的個數(shù)，原子的個數(shù)N N 則為：則為： N NA A為阿伏加德羅常數(shù)，為阿伏加德羅常數(shù)，N NA A=6.02=6.02101023 23 個個/mol/m

46、olANMN 第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性35例例17-1設(shè)一臺設(shè)一臺6060Co-Co-刀初裝時鈷源活度為刀初裝時鈷源活度為6040Ci6040Ci，使用，使用5 5年后，鈷源活度還剩多少年后，鈷源活度還剩多少BqBq? ?其平均壽命為多少年？其平均壽命為多少年？解解: :查得查得6060CoCo的半衰期的半衰期

47、T T =5.27=5.27年年, , 因為因為A A0 0=6040Ci=6040=6040Ci=60403.73.710101010=224=224101012 12 BqBq所以所以5 5年后鈷源活度為年后鈷源活度為: :Bq1227. 5512010116)21(10224)21( TtAA其平均壽命為其平均壽命為: :=1.44=1.44T T =1.44=1.445 = 7.65 = 7.6年年 = 7.6= 7.6 a a第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前

48、頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性36四四、放射平衡、放射平衡許多放射性核素衰變后生成的核素仍會再衰變，許多放射性核素衰變后生成的核素仍會再衰變，甚至可延續(xù)好幾代，形成一個放射性家族，稱為甚至可延續(xù)好幾代，形成一個放射性家族，稱為放放射系射系或或級聯(lián)衰變級聯(lián)衰變。若母體的半衰期很長，子體半衰期較短，當(dāng)子體若母體的半衰期很長，子體半衰期較短，當(dāng)子體核每秒衰變的核數(shù)等于它從母體得到補充的核數(shù)時，核每秒衰變的核數(shù)等于它從母體得到補充的核數(shù)時，子體的核數(shù)不再變化，達(dá)到子體的核數(shù)不再變化

49、，達(dá)到放射平衡放射平衡。核素發(fā)生器，俗稱核素發(fā)生器，俗稱“母牛母?！? ,如：如：9999MoMoTcTcMom994399439942 第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性37第四節(jié)第四節(jié) 射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)的相互作用射線有兩種：射線有兩種：1 1、粒子射線：、粒子射線： 帶電粒子射線：帶電粒子射線：、+ +

50、、- - 不帶電粒子射線：不帶電粒子射線：中子射線中子射線2 2、光子射線、光子射線： X X射線、射線、射線射線一一、帶電粒子射線與物質(zhì)的相互作用、帶電粒子射線與物質(zhì)的相互作用 1 1、電離和激發(fā)、電離和激發(fā) 2 2、散射和軔致輻射、散射和軔致輻射第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性38 1.電離和激發(fā)電離和激發(fā)1.11

51、.1、直接電離、直接電離： 帶電粒子使某個電子脫離原子成為自由電子過程稱為直接帶電粒子使某個電子脫離原子成為自由電子過程稱為直接電離。電離。1.21.2、間接電離、間接電離： 從原子中脫離的電子，因為具有動能仍將與其它原子作用，從原子中脫離的電子，因為具有動能仍將與其它原子作用，引起新的電離，這種電離稱為引起新的電離，這種電離稱為間接電離間接電離或或次級電離次級電離。1.31.3、比電離、比電離（specific ionizationspecific ionization) ) ：每厘米長的徑跡上離子對的每厘米長的徑跡上離子對的數(shù)目數(shù)目稱為比電離（又稱電稱為比電離（又稱電離比值、電離比度）。離

52、比值、電離比度）。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性391.41.4、影響比電離大小的量有、影響比電離大小的量有a.a.帶電粒子的電荷量帶電粒子的電荷量Q Q 電荷量大，比電離大。電荷量大，比電離大。b.b.帶電粒子的速度帶電粒子的速度v v 速度小，比電離大，速度小，比電離大，c.c.物質(zhì)的密度物質(zhì)的密度 物質(zhì)密度大，

53、電子密度大，粒子射線與電子作物質(zhì)密度大，電子密度大，粒子射線與電子作用的概率大，比電離大。用的概率大，比電離大。1.51.5、激發(fā)、激發(fā)：帶電粒子帶電粒子使電子由低能級躍遷到高能級，原子處使電子由低能級躍遷到高能級，原子處于激發(fā)態(tài)的過程稱為于激發(fā)態(tài)的過程稱為激發(fā)激發(fā)。 激發(fā)的結(jié)果：產(chǎn)生光子。激發(fā)的結(jié)果：產(chǎn)生光子。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子

54、章原子核與放射性核與放射性402 2、散射和軔致輻射、散射和軔致輻射散射散射：帶電粒子帶電粒子在物質(zhì)中受原子核靜電力的作在物質(zhì)中受原子核靜電力的作用運動方向改變的現(xiàn)象稱為用運動方向改變的現(xiàn)象稱為散射。散射。 粒子能量不變，稱為粒子能量不變，稱為彈性散射彈性散射 粒子能量若有損失，稱為粒子能量若有損失，稱為非彈性散射非彈性散射軔致輻射軔致輻射 相關(guān)的兩個概念：相關(guān)的兩個概念：（1 1）射程）射程（2 2）吸收）吸收第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回

55、主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性41（1 1）射程）射程粒子在物質(zhì)中停止運動以前所通過的最大粒子在物質(zhì)中停止運動以前所通過的最大直線直線距距離叫離叫射程射程。 如：如：粒子的射程：在空氣中可達(dá)數(shù)米，在生物體內(nèi)有粒子的射程：在空氣中可達(dá)數(shù)米，在生物體內(nèi)有數(shù)十毫米。數(shù)十毫米。 粒子的射程：在空氣中可達(dá)數(shù)厘米，在生物體內(nèi)粒子的射程：在空氣中可達(dá)數(shù)厘米，在生物體內(nèi)為為0.30.30.13mm0.13mm。（2 2）吸收）吸收射線能量完全喪失時，粒子射線將消失，此即射射線能量完全喪失時，粒子射線將消失，此即射

56、線被線被吸收。吸收。第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性42二二、光子射線與物質(zhì)的相互作用、光子射線與物質(zhì)的相互作用光子與物質(zhì)相互作用的主要方式有三種：光子與物質(zhì)相互作用的主要方式有三種： 光電效應(yīng)、康普頓散射、電子對效應(yīng)。光電效應(yīng)、康普頓散射、電子對效應(yīng)。1.1.光電效應(yīng)光電效應(yīng)光電效應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生了：光電效應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生了

57、： 光電子、光電子、 標(biāo)識標(biāo)識X X射線射線 俄歇電子俄歇電子第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性432.2.康普頓散射康普頓散射能量較高的光子與自由電子或原子外層的電子作用，能量較高的光子與自由電子或原子外層的電子作用，把一部分能量傳給電子，使其脫離原子成為把一部分能量傳給電子，使其脫離原子成為反沖電子反沖電子，光子能量

58、減小，以光子能量減小，以散射光子散射光子的形式改變前進(jìn)方向，這的形式改變前進(jìn)方向，這種作用過程稱為種作用過程稱為康普頓散射康普頓散射?？灯疹D散射的結(jié)果產(chǎn)生了：康普頓散射的結(jié)果產(chǎn)生了：反沖電子、散射光子、標(biāo)識光子反沖電子、散射光子、標(biāo)識光子第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié) 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性443 3、電子對效應(yīng)、電子對效應(yīng)當(dāng)光子的能量當(dāng)光

59、子的能量h h大于兩個電子的靜止質(zhì)量大于兩個電子的靜止質(zhì)量2 2m me ec c2 2=1.022MeV=1.022MeV時，光子在原子核電場作用下轉(zhuǎn)化時，光子在原子核電場作用下轉(zhuǎn)化為一個正電子和一個負(fù)電子，電子的運動方向幾乎為一個正電子和一個負(fù)電子，電子的運動方向幾乎與光子相同，這種現(xiàn)象稱為與光子相同，這種現(xiàn)象稱為電子對效應(yīng)（電子對效應(yīng)（electron electron pairing effect) pairing effect) ，也稱為也稱為電子對的生成電子對的生成。正電子正電子負(fù)電子負(fù)電子h1.022MeV第三節(jié)第三節(jié)規(guī)律規(guī)律第五節(jié)第五節(jié)防護(hù)防護(hù)第二節(jié)第二節(jié)類型類型 第四節(jié)第四節(jié)

60、 作用作用第一節(jié)第一節(jié)基本性質(zhì)基本性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)應(yīng)用應(yīng)用部分作部分作業(yè)解答業(yè)解答前前頁頁后后頁頁返返回回返回主頁返回主頁蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作蚌埠醫(yī)學(xué)院魏杰制作閱讀材料閱讀材料醫(yī)用物醫(yī)用物理學(xué)理學(xué)第第1717章原子章原子核與放射性核與放射性45電子對湮滅電子對湮滅正電子在真空中穩(wěn)定，在物質(zhì)中很難存在，當(dāng)正電子正電子在真空中穩(wěn)定，在物質(zhì)中很難存在，當(dāng)正電子能量為零時會與一個負(fù)電子結(jié)合，轉(zhuǎn)化為兩個能量皆為能量為零時會與一個負(fù)電子結(jié)合，轉(zhuǎn)化為兩個能量皆為0.511MeV0.511MeV、飛行方向相反的光子，此現(xiàn)象稱為、飛行方向相反的光子，此現(xiàn)象稱為電子對的電子對的湮滅湮滅(electron pair