《原子核物理概论》PPT课件

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1、第七章原子核物理概论§32原子核物理的对象(1)原子的中心：原子核线度、质量(2)历史回顾1896年,贝克勒尔发现铀的放射现象；1897年,居里夫妇发现钋和镭；1899-1900年，发现、、射线；1903年，卢瑟福证实射线是氦核，射线是电子；1911年，卢瑟福提出原子核式模型；1919年，卢瑟福首次实现人工核反应：用粒子从氮核中打出质子；1932年，查德威克发现中子，海森伯提出原子核由质子和中子组成；1934年，小居里夫妇发现人工放射性；1939年，重核裂变现象被发现，玻尔和惠勒提出重原子核裂变的液滴模型理论；1942年，费米等发明热中子链式反应堆；1945年，美国

2、制造出原子弹；原子弹在日本广岛分裂；1952年，美国实现轻元素的热核爆炸；1954年，苏联建成第一个原子能发电站；1958年，我国建成第一座重水型原子反应堆；1964年，我国成功试爆原子弹；1967年，我国成功试爆氢弹。（3）原子核(nucleus)的组成★原子核由质子和电子组成微观粒子的波动性核自旋★原子核由质子和中子组成nucleon（4）核素(nuclide)图§33核的基态特性之一：核质量质量亏损(massdefect)（2）结合能EB(bindingenergy)原子核平均结合能曲线（3）半经验质量公式液滴(liquiddroplet)模型依据:原子核大小有限，形状近

3、于球形；核力的短程性和饱和性；原子核的不可压缩性原子核的结合能：体积能表面能库仑能体积能EBV（volumeenergy）表面能EBS（surfaceenergy）（surfacetensioncoefficient）库仑能EBC（coulombenergy）原子核结合能的半经验公式：原子核质量的半经验公式：结合能的主要部分（4）较完整的质量公式体积能表面能库仑能对能对称能§34核力(nuclearforces）（1）一般性质核力:核子与核子之间的强相互作用力。短程力;饱和性;强相互作用;与核子电荷无关;在极短程内存在斥心力;与自旋有关.核子作用势核子作用势（2）核力的介子理论

4、两个电子的相互作用汤川秀树：介子(meson)场理论核子间的相互作用π介子作为核力的传播子线系限主线系（1）核自旋§35核的基态特性之二：核矩基态原子核的自旋规律偶偶核的自旋为零奇偶核的自旋为半整数奇奇核的自旋为非零整数（2）核子磁矩电子的磁矩：核的玻尔磁子（简称核磁子）nuclearmagnetron质子的磁矩：（3）核磁矩(磁偶极矩)（4）电四极矩对任意带电体：原子核电四极矩的定义：原子核的形状与电四极矩的关系一些核素的核矩实验值§37放射性衰变的基本规律(decay)放射性(radioactivity)衰变：不稳定原子核自发地放射出各种射线后,转变为另一种原子核的现象.

5、已发现的放射性衰变模式:衰变-衰变、+衰变、电子俘获(EC)衰变（跃迁）、内转换（IC）自发衰变（SF）几种罕见的衰变模式★p放射性★14C放射性★延迟p发射★延迟n发射★双-衰变（1）指数衰变律发生衰变的原子核数目t时刻未发生衰变的原子核数目时间间隔（2）半衰期()半衰期(halflifeperiod)：放射性核素的原子核数目衰变到原来的一半所需要的时间。13N衰变（3）平均寿命()平均寿命：放射性原子核在衰变前的平均生存时间。(4)是放射性核素的特征量估算地球的年龄：（5）放射性活度(activity)放射性活度(放射性强度):指放射性物质在单位时间内

6、发生衰变的原子核数。比活度(SpecificActivity):（6）长半衰期的测定1、测量放射性活度A2、算出产生A的原子核的数目N3、利用求出（7）简单的级联衰变天然衰变链之一：钍系天然衰变链之二：镎系天然衰变链之三：铀系天然衰变链之四：锕系（8）同位素(isotope)生产同位素生产图§38衰变能量守恒：衰变的条件：例如：动量守恒：子核反冲动能：相对强度6.0846.20127.2%6.0446.1610.04069.9%5.7635.8740.3271.7%5.6215.7300.4710.15%5.6015.7090.4921.1%5.4805.5850.6160

7、.016%6.0846.0445.7635.621(27.20%)(69.81%)(1.80%)(0.15%)00.0400.3270.4920.3270.4710.6165.6015.480(1.10%)(0.016%)0.4710.4920.0400.6166.203衰变前母核处于激发态105501600727169018009537271074180010432109499348785106（5）补注质子放射性：原子核在衰变过程中释放出质子。质子衰变：质子本身不稳定，要发生衰变。§38