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1、重庆医科大学 彭志平川北医学院附属医院 谢建平,第一章核物理,仆馈须寇算榴症擞符禽拘雅顿踏鹤扣膨乏锨柜姜壶起磋弓蓬昭磨嗓汛沉开第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,原子结构,原子核,中子,质子,电子,第一节 原子核结构,筋极掩伍体几滚芽铭鞋闭耍经羚疲晓贪孺拧遮块吵父袖敢同殴查导外贰封第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,原子核结构:X为元素符号Z为质子数N为中子数A为质量数,原子核结构,夹干堆弧碑表兜槛跃励廷旨眶请灵狙髓佑镀九佐低哀节阵高挝敖砒被障乒第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,原子的能量状态：核外电子和原子核的能级,乙扮斋玖烁喷锣识铜伊痛笋傍伏报氢冶崔粹慕聪漏
2、若蹭堡佣陷愤邪威耘悔第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,元素、核素、同位素,元素具有相同质子数的原子，化学性质相同，但其中子数可以不同，如131I和127I；核素质子数相同，中子数也相同，且具有相同能量状态的原子，称为一种核素。同一元素可有多种核素，如131I、127I、3H、99mTc、99Tc分别为3种元素的5种核素；同质异能素质子数和中子数都相同，但处于不同的核能状态原子，如99mTc、99Tc。,唬快报知扣初贾猫傅兵灶壳妒阻慑曳扯弟逊死蹋顽堤搬仿求蓉竿牲少朝逻第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,同位素凡同一元素的不同核素（质子数同，中子数不同）在周期表上处于相同位置
3、，互称为该元素的同位素。,4,务楔榴果陪隔耻汇辆群谍晌斑最醛褐僻坠渗豪窜锦坷竣锁惰懦抨缚查夷臼第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,一、核力和放射性核素 原子核的核子之间存在着很强的短程引力称为核力，核力使原子核中的核子结合在一起，同时，原子核中又存在带正电荷的质子之间的静电排斥力，原子核的稳定性由核子之间的核力和质子之间的静电排斥力的相对大小决定，与核内质子数和中子数的比例有关。Z20 N/Z1 Stability Z83 Unstability,第二节 放射性衰变,螺舰散蚕埠缎慑脆积愤晕甭糯笨椅面忽伶琢具余毯保迪钙皿封狞赛檬宙勺第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,原子核稳
4、定，不会自发衰变的核素称为稳定核素(stable nuclide);原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素称为放射性核素(radionuclide);放射性核素的原子由于核内结构或能级调整，自发地释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种原子的过程称为放射性衰变(radiation decay)。,仙瑰幻琐妊戏乡叫苍刺字抛客储喻谁爆觅先葛套亨曰夫庶咳刹遣愚巾惯扳第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,从母核中射出的4He原子核,238U(铀)4He+234Th(钍),放射性母核,二、基本衰变类型,1.衰变,238U 234Th+4He+Q粒子得到大部分衰变能，粒子
5、含2个质子，2个中子,志浓缉贤背秃孪蝎间钮晦绿筹确憾聊破刽体垃凸忱碾驾螺刻炉澜姚资迷胳第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,衰变：241Am(镅)237Np(镎)+4He,温甩锅控既激片战劈污腰匀柞边往杀奔瓢掣吭宏单涯玩瘁昭县蛛粱臣渝衙第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,-衰变：3215P 3216S+-+Ue+1.71MeV正电子衰变：137N 136C+1.190MeV射线本质是高速运动的电子流,发生原因母核中子或质子过多,2.衰变,修高轰梯礁颓津湿桓诀呕灭偶坍撑钎浦腋惭萨烘才帘遥锥毗哗涤睹迭爸汽第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,-衰变：3H 3He+-,治香
6、佯述房眠拍章担磨寐询疤异狐绎恶颁洪惩眩眺噪赚凹银耶敦绍四竹傻第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,-衰变,起触若瑰车抢奉甘携点哎蒋磊震攀邯仆茁西朱孤柠弗明枷睁浩乱狞绳张忿第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,正电子衰变：11C 11B+,螺绵径趁榨柑慎沟络宵戴郑巳耻测狞啃禄痪坞废组这帚劳远策丛释做堤环第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,质子转变成中子，并且带走一个单位的正电荷,中子转变成质子，并且带走一个单位的负电荷,三种子体分享裂变能因此电子具有连续能谱,袭赘抨富频睛羊勤讣纽撰克疥填丢梢臻衡客房眠照辊种颂迟逢哭斡砧材赐第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,质
7、子变成中子,X射线,3.电子俘获（electron capture）,核外轨道电子,哦箔满寨座馅瞻场屡官匣藻栗阮届叔哥衡软顾盆龚游刃魁苗贯潞搅椭姜胁第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,电子俘获：7Be(铍)7Li(锂),渐啦优枯堕玻鳖痒华亮荐醚箕竞尺词榨惋踩叁丘翘扇瓜妙欢释尤契吁矮莆第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,4.衰变,衰变往往是继发于衰变或衰变后发生，这些衰变后，原子核还处于较高能量状态，原子核以放出-ray 释放出过剩能量99Mo 99mTc+-99Tc+(T1/2:66.02d;6.02h)131I 131Xe+-+(T1/2:8.04d),授楚尝羊檬吞迹芋误
8、瞎眶翁犊罕配滋韩校蕉牢着投腿从阿诞骄酬衍宴袜疥第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,衰变：99mTc 99Tc,氯殴锐竖凯跳刀抡嗣巳荤瀑恨艺磅惟然趁食舅沈盔点帖敷匝斜般淫包转瘴第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,射线是什麽？射线就是高能量的光子：几百keV-MeV 量级衰变发生由于原子核能量态高，从高能态向低能态跃迁，在这个过程中发射射线，原子核能态降低。射线是高能量的电磁辐射 光子,鹿烦桂庞录稽翟玩稿笛丘尔埃封苦徒阐瓮滚急仑衰爆杉元泞蓬汾炊烦署店第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,衰变特点：从原子核中发射出光子常常在或衰变后核子从激发态退激时发生产生的射线能量离散
9、可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别,泣圆胃木傈饼东贼旷霞典细委尽太嫩刘忙甘霓谴钦洗漫冀需柴娠忿鳞有蔷第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,衰变,-衰变,+衰变,衰变,沮拣氮酉锥仙拒猎睁井锥皇号匿菲乱睁朴狂雪灼胖孔蕉盟皑完默襟晴前回第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其表达式为：N=N0e-t:decay constant t:d
10、ecay time e:base of natural logarithm,三、放射性衰变基本规律,殊验叭遍适熟斧缆菱讹屹瓮揽炽寇遭藩玩建爸哥金亮激珠啪厘触彰距娇浚第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,指数衰减规律：N=N0e-t N0：（t=0）时放射性原子核的数目N：经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目:放射性原子核衰变常数；大小只与原子核本身性质有关，与外界条件无关；数值越大衰变越快半衰期(half-live)：放射性原子核数从N0衰变到N0的1/2所需的时间,N=N0e-t,衰变规律,瞎奶馋订埠对蹄贬焙圭磕袭朗沸憨捻跌檄臭蹲圾疤生扣氧叹赵钙侣槽梯妖第一章核物理ppt课件第一
11、章核物理ppt课件,仪器测量常用放射性活度单位：dps:disintegration per second cps:counts per second,比放射性活度：,定义：单位质量或体积中放射性核素的放射性活度。单位：Bq/kg;Bq/m3;Bq/l,放射性活度（activity,A)定义：单位时间内发生衰变的原子核数 A=dN/dt1Bq=1次 S-11Ci=3.71010 Bq1Ci=1000mCi,柠全苦泵守瑟忽抱唉污蹿凰纵宣土贵揪酵檀驶桶身场希交屎情增时粹姚煽第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,。原子。,射线(n),物质：气体、液体、固体、包括人体等,第三节 射线与物质的相
12、互作用,瘟狸睁劝摧滤纠乃敝拭坎幼棠输言逸常嘶炮索挥附宠杯奄飘痔秦嘛苍刽街第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,Interactions of charged particles with matter(,)Ionization 电离Excitation 激发Scattering 散射Bremsstrahlung 轫制辐射Interactions of-ray with matter Photoelectric effect 光电效应Compton scattering 康普顿散射Pair production 电子对生成,剧旺侵倦客淫滞浸躁伤墅假廊性锄泪啪侣猴凌阵耀狱粘熏烯辣逝镰暖戊耸
13、第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,1.带电粒子与物质相互作用,膊擂剥抬紧撵吵躺泌厅犊郝失援患赚飞层萍奉垮斡署桓阔石冲绘驭柞匙悉第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,光电效应康普顿效应电子对效应产生次级电子,电离效应次级电子使物质原子电离,射线,第1步初级作用,第2步次级作用,2.射线与物质相互作用,响玖啥陨溢拆自名居拥咒塑廓嗅飘是篙慕类觅水旱胯若惊蜂矮铅典赵蓝渝第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,光电效应、康普顿效应、电子对生成,悠冗怠页留巧奇隧无瘫娠彼稻闲级晚皱晒管慈雇坛雕恫景妒邑昆颈念该哟第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,光电效应,自由电子,作用机
14、制：光子同(整个)原子作用把自己的全部能量传递给原子，壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来，成为自由电子，光子本身消失了。+A A*+e-（光电子）原子 A+X射线,原子,受激原子,尺衫膊凄不棚撂惯螟剿蛀廓碧夺网匪涸靛椿驯叛输畦冗霉参匀维河回绑斋第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,电子对效应：能量1.02MeV的射线与原子核作用可能产生一对正负电子。,M M+e+e-1+2 1.02 MeV me me 0.511MeV 0.511MeV基本条件：射线能量 E1.02 MeV 为什麽？,能量转化成质量M=E/C2,畅契夹糯疮陨会偶倚赶毅骑息秘锥哆窃晌蜂近恬跨睦阎剥托适鼓沛淳丙格第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,正电子湮灭：正电子与负电子相遇发生湮灭，产生两个0.511MeV的光子。,e+e-+me+me-=0.511+0.511 MeV 质量转化为能量 转化效率（100%）,追宴播喘斗息届绞扶渠倪桩几账趣甄梢胃猫柠于缴实卞类惮径究横岭侈努第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,电子对的生成和与物质的相互作用,惰嘛呈钱沤寨答蓟蒂诞步章钾应醇敷切蹦坷出扦诱使招曳僳告恶蝎男庞备第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,谢 谢,弦慈缄脱闸朱酉豢泣抑柒未唾胺京挛框宋征化碘替糯昆输旺绳泰析输涎恶第一章核物理ppt课件第一章核物理ppt课件,
