辐射防护基础知识ppt课件.ppt

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1、第二章辐射防护基础知识1前言本章对辐射防护最基本的一些基础作了简单的介绍。这些内容包括原子的结构，放射性与辐射，辐射防护的理论基础以及常用物理量。2一、物质结构3原子结构41原子结构元素种类——目前已发现的元素高达100多种，其中自然界中存在92种原子构成某一元素的最基本的单位叫做该元素的原子直径：10-8cm左右质量：微小，最轻的元素氢1H1.6733×10-24g，一个铀原子，一个铀原子238U的质量3.95110-22克5原子结构1原子结构原子结构——原子是由更微小的粒子组成的，这些粒子称为基本粒子，它们

2、是质子(P)、中子（n）和电子（e）等。61原子结构原子结构——基本粒子质量：微小质子的质量为1.6725×10-24克；中子的质量为1.6747×10-24克；电子的质量为9.1089×10-28克。基本粒子带电：质子带有１个单位的正电荷，电子带有１个单位的负电荷，而中子不带电荷e为电子的电荷量（1e=(1.602189±0.0000046)×10-19库仑核外电子总带电量为Ze71原子结构原子直径——10-8cm左右，而原子核的直径在10-13~10-12cm之间，一张纸的厚度相当于10000个原子的厚度原

3、子核和它的绕行电子之间，有很大一部分空间是空虚的，而核仅占有整个原子的极小的一部分空间电子轨道——原子核周围的电子都有一定的轨道，这些轨道分成好几层，每一层中都有几个轨道，每个轨道上最多只能有一个电子。最靠近核的是K壳层，往外依次是L、M、N、O、P等壳层。越往外面，每个壳层可以容纳的电子就越多。81原子结构电子轨道——壳层里可以容纳的最大电子数目可用2n2来表示，但是，原子核外最外面的壳层却最多只能容纳8个电子在某一轨道上的电子具有一定的能量。K壳层轨道上的电子能量最低，越往外层轨道上的电子能量越高。锌（

4、Zn）原子的结构91原子结构能量改变——激发——电子可以吸收外来的能量而从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，这种现象叫做。电离——如果外来的能量较大，使得轨道上的电子脱离原子核的吸引力而自由运动，则叫做。特征X射线——当电子从能量较高的外层轨道跃迁到能量较低的内层轨道时，电子将多余的能量以X射线（光子）的形式发射出来。10原子核的结构11原子核中子质子电子(电子云)+++1.原子核的组成核子122.原子核的性质原子核直径——原子核的直径在10-13~10-12cm之间，将原子放大成直径上百米的足球场，在其中央

5、有一颗称为原子核的小米粒，其直径不到原子直径的万分之一。原子核结构——内含有更小的粒子—质子和中子，统称为核子。除了最简单的氢原子核内只有一个质子之外，其余元素的原子核都由多个质子和中子组成的。元素的原子序数——科学家将元素原子核内的质子数定义为……，符号Z（也称为原子核的电荷数）。核外电子的数量同质子一样多，且围绕原子核旋转。代表元素在周期系中的位置，而且代表原子的某种特征，是原子的基本参数：原子序数（Z）＝质子数13原子核的电荷——中子顾名思义是中性的，它不带电荷，而质子是带正电荷的粒子，电子是带负电荷的

6、粒子。一个质子和一个电子的电量相同，电性相反。原子核的电荷为+Ze，e为电子的电荷量（1e=(1.602189±0.0000046)×10-19库仑3.原子核的电荷143.原子核的电荷核电荷数的测定方法——特征X射线、卢瑟福散射方法特征X射线法是一种间接测定核电荷数的方法，特征X射线的频率和核电荷数存在一定的定量关系。1913年英国物理学家莫斯莱（Moseley)总结的公式（莫斯莱定律）为卢瑟福散射是测定核电荷数的直接方法。电荷数不同的原子核其原子性质的差异很大。Z从1—94的元素是天然存在的，95—109的元

7、素是人工方法得到。154.原子核的半径原子半径——由核中心至密度降为ρ0的0.5倍的距离原子半径的计算——原子核近似看作球体，半径R为：r0是常数，A为质量数。原子核半径的数量级——各种元素皆为10-15—10-14m(实验测得)。原子核的质量密度分布164.原子核的半径设原子核的体积为V，质量为mN，原子核内物质的平均密度为A/mN=NA（阿伏加德罗常数），ρ≈1014g·cm-3原子核内核物质的平均密度是非常高的。174.原子核的半径1.核力的作用半径核力——原子核的半径很小，核内质子间有很强的静电斥力，然

8、而核很稳定（例如铀-238，有92个质子和146个中子，彼此居然能挤成一团，在核内排列得如此紧密，造成极大的核密度）。表明核子间存在一种比静电斥力更强的相互作用力（相当于最小结合能约2.2兆电子伏），将核子束缚在一起，保持核的动力学平衡。这种与核子电荷无关的特殊力称为核力（核力）184.原子核的半径核力作用半径公式——在核力范围内，有中子散射、质子散射、或其它α粒子等实验。研究粒子被原