《核物理基础stu》PPT课件

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1、核辐射测井物理基础吴文圣Phone:89733310/13521583846E-mail:wwsheng@yahoo.com.cn地点：综合科研楼811§2原子核物理的基本知识主要介绍一些原子核物理的基本概念，放射性和放射性射线，放射性衰变及衰变规律，伽马射线与物质的相互作用，物质吸收伽马射线的规律，中子与物质的相互作用。原子原子核核外电子质子中子电荷+10-1实际质量1.6726×10-27kg1.6748×10-27kg相对质量1.0071.008(1.6748×10-27)kg1836原子的构成核电荷数（Z）质子数=电

2、子数原子序数=原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千亿分之一。（带正电）（带负电）不显电性原子的质量集中在原子核=Z个（A－Z）个Z个质量数将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值，叫质量数。原子核核外电子质子中子原子（）XAZ质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）原子核的质量几乎等于整个原子的质量；质子带正电荷，中子近乎为中性粒子；质子数（也称为原子序数Z）等于核外电子数；质子数Z与中子数N之和称为质量数A；原子核的电荷数=质子质子Z=原子序数=原子核外电子数。原子的表示方法原子

3、质量单位：是以碳的同位素12C为标准确定的，即1个原子质量单位u为12C静止质量的1/12，也就是1u=mc/12=1.660566×10-27kg。质子质量为：1.00758u。中子质量为：1.00887u。XAZ元素符号原子序数质量数XA定义：具有特定原子序数（即质子数或核电荷数）、质量数（即核子数）和核能态，而且其平均寿命长到足以被观察到（一般长于10-10s）的一类原子。另一种定义：具有一定数目的质子数和中子数，且处于同一能态的一类原子。核素可以是稳定的，也可以是不稳定的。目前已经知道的核素大约有2700种，其中约3

4、00种是稳定的，其余是不稳定的，即放射性的。四、核素定义：一种元素由几种质子数相同而中子数不同的核素组成，这几种核素就称为同位素。分类：同位素分为放射性同位素和非放射性同位素。放射性同位素按其来源有天然放射性同位素与人工放射性同位素之分。前者存在于自然界的矿石之中，例如232Th、235U、226Ra等。人工放射性同位素则是借助于核反应堆和带电粒子加速器等手段，采用人工方法制备的。如11C、32P等。五、同位素定义：元素的丰度可以用列表法或作图法给出。在列表或作图时，通常都把硅(Si)的丰度值取为10，其他核素的丰度值按比例

5、确定。作图时，通常取核素的质量数为横坐标，丰度值为纵坐标，用折线或曲线把图中的点连起来，所得的曲线称为元素的丰度曲线。它反映元素按质量数的分布规律某种核素在其天然同位素混合物中所占的原子核数目的百分比称为该核素的丰度六、丰度能态：基态：激发态：七、能态、基态和激发态原子核处于不同的能量状态。能量最低的状态。处于比基态高的能量状态。放射性定义：核素按有无放射性可分为：放射性核素：稳定核素：八、放射性原子核自发发射各种射线的性质。原子核能自发发生变化的核素。不能自发发生变化的核素。放射性核素发射的射线有三种：α、β和γ射线。九、

6、放射性射线及性质放射源铅盒照相底片α射线：由高速运动的氦原子核（称为α粒子）组成的。它的穿透能力最低（在岩石中只有0.001cm），但电离作用最强。原子核自发发射α粒子的转变，称为α衰变。发生α衰变，原子核原子序数Z减少2，质量数A减少4。在核辐射测井中，利用α粒子与某些原子核的相互作用可制造中子源。β射线：是高速运动的电子流。它的穿透能力比α射线强(在金属中为0.09cm)，但电离作用比α粒子弱。原子核自发发射β射线的转变，称为β衰变。发生β衰变后，原子核的原子序数改变一个单位，质量数不变。在核辐射测井中，利用某些发射β射

7、线的核素作为井间监测示踪剂。γ射线：是波长很短的电磁波。它的穿透能力最强，电离作用最弱。原子核自发发射γ射线的转变，称为γ衰变。发生γ衰变后，原子核的原子序数和质量数均不变。γ射线能穿透几十厘米的地层、水泥环、套管和下井仪器的外壳。这一特性使得它成为核辐射测井主要得探测对象。1、定义：原子核自发的放出各种射线而转变为另一种核素的过程。十、放射性衰变原子序数大于83(铋Bi)的所有天然存在的元素,它们的原子核都是不稳定的，都会发生衰变；原子序数小于83的天然元素也有一些不稳定，发生衰变。这里有两个概念：母核：衰变前的原子核。子

8、核：衰变后剩余的余核。设及到三个主要过程即：α衰变、β衰变或γ衰变2、α衰变表达式：特点：α衰变主要发生于重核,绝大多数α衰变发生于A>200的重核。但不等于A>200都能发生α衰变。XA-4ZYAZ-2+He243、β衰变表达式：XAZYAZ+1+e-+v_XZAYZ-1A+e++v_β