核輻射與防護(hù)基礎(chǔ)ppt.ppt

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1、核輻射與防護(hù)基礎(chǔ)1引子人類賴以生存的能量來(lái)自太陽(yáng)——核能每個(gè)人都是一枚放射源——不必談核色變2報(bào)告內(nèi)容輝煌歷史原子核基本性質(zhì)原子核結(jié)構(gòu)概述原子核衰變劑量防護(hù)基本概念X射線防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)γ射線防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)β射線防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)帶電粒子束防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)中子防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)放射性核素毒性分級(jí)3H.Becquerel,法國(guó)物理學(xué)家（1852-1908），1903年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。發(fā)現(xiàn)了鈾(U)放射現(xiàn)象，這是人類歷史上第一次在實(shí)驗(yàn)室里觀察到原子核現(xiàn)象。輝煌歷史4M.Curie，法國(guó)物理學(xué)家（1867-1934），波蘭人，1903年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。發(fā)現(xiàn)釙(Po)和鐳(

2、Ra);她的女兒(I.Joliot-Curie,1897-1956)和女婿(F.Joliot-Curie,1900-1958)因發(fā)現(xiàn)人工放射性獲1934年諾貝爾獎(jiǎng)。5E.Rutherford，英國(guó)物理學(xué)家(1871-1937)，新西蘭人，1908年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。證實(shí)了a射線為He2+，β射線為電子；提出了原子的核式模型；首次實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)；培養(yǎng)了10諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。6J.Chadwick，英國(guó)物理學(xué)家(1891-1974)，1935年因發(fā)現(xiàn)了中子獲得諾貝爾獎(jiǎng)。中子的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是原子核物理的誕生。7E.Fermi，意大利物理學(xué)家(1901-1

3、954)，發(fā)明了熱中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆。1938年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。8R.L.Mossbauer,德國(guó)物理學(xué)家(1929-1976)。1961年對(duì)γ輻射的共振吸收的研究和發(fā)現(xiàn)Mossbauer效應(yīng)獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。9李政道、楊振寧發(fā)現(xiàn)了在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。李政道、楊振寧于1957年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)10丁肇中，(1936—)與B.Richter,(1931—)分別發(fā)現(xiàn)J／ψ粒子，找到了美夸克存在的證據(jù)，1976年獲諾貝爾獎(jiǎng)。11原子核的基本性質(zhì)原子核的組成原子核的大小原子核的質(zhì)量和結(jié)合能原子核的自旋原子核的磁矩原子核的

4、電四極矩原子核的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)原子核的宇稱12一、原子核的組成1、原子核1909年E.Rutherford通過(guò)α散射發(fā)現(xiàn)了原子核。實(shí)驗(yàn)測(cè)量原子核的質(zhì)量都接近于氫原子核質(zhì)量的整數(shù)倍。2、質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，E.Rutherford又通過(guò)發(fā)現(xiàn)了一種新的粒子——質(zhì)子①帶單位正電荷的電量②質(zhì)量=氫原子質(zhì)量這個(gè)反應(yīng)也是第一個(gè)人工核反應(yīng)。13質(zhì)子和電子說(shuō)A個(gè)質(zhì)子和A-Z個(gè)電子，原子核的電量和質(zhì)量都可以解釋，但這不可能。β衰變中，電子的最大能量≤幾個(gè)MeV，這種設(shè)想是不正確的141930年，W.Bothe等人用α粒子轟擊Li、Be等輕元素，發(fā)現(xiàn)一種貫穿力

5、極強(qiáng)的輻射，當(dāng)時(shí)認(rèn)為是γ射線。同年，居里夫婦重復(fù)實(shí)驗(yàn)，用α源打Be靶，產(chǎn)生貫穿力很強(qiáng)的射線，并用此射線轟擊石蠟，產(chǎn)生的反沖質(zhì)子的能量最大可達(dá)5.7MeV，他們依然認(rèn)為這種射線是γ射線。根據(jù)康普頓散射的計(jì)算，相應(yīng)的γ射線的能量為55MeV，但與實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)得的能量不符。查德威克在居里公布實(shí)驗(yàn)不到一個(gè)月的時(shí)間里，宣布發(fā)現(xiàn)中子。查德威克在1935年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。質(zhì)子—中子結(jié)構(gòu)一個(gè)原子核是由Z個(gè)質(zhì)子和N=A-Z個(gè)中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，海森伯認(rèn)為，它們是核子的兩個(gè)不同狀態(tài)。3、中子的發(fā)現(xiàn)154、術(shù)語(yǔ)1)核素（nuclide）―特定中子、質(zhì)子數(shù)

6、；特定的能態(tài)(一般為基態(tài))。2)同位素(isotopes)―相同的質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)3)同中子異荷素（isotones）—相同的中子數(shù)4)同量異位素（isobar）—相同的核子數(shù)5)同質(zhì)異能素（isomer）―中子數(shù)質(zhì)子數(shù)相同，但能態(tài)不同。6)偶A核－偶偶核（e-e核）；奇奇核（o-o）核；奇A核－偶奇核（e-o核）；奇偶核（o-e）核。165、核素圖——Z（質(zhì)子數(shù)）-N（中子數(shù)）的直方圖17特點(diǎn)：１)核素圖包括300多個(gè)天然存在的核素（其中穩(wěn)定核素280多個(gè)，放射性核素30多個(gè)及1600多個(gè)人工放射性核素。２)穩(wěn)定同位素幾乎全落在一條光滑

7、的曲線，穩(wěn)定曲線在輕核靠近Z＝N線，而對(duì)重核則偏離Z＝N線。穩(wěn)定線的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：183）偏離穩(wěn)定曲線上方的核素為缺中子，易發(fā)生β＋衰變和軌道電子俘獲；下方的核素為豐中子，易發(fā)生β－衰變。4）理論預(yù)言：Z=114附近有超重元素穩(wěn)定島。19二、原子核的大小經(jīng)驗(yàn)擬合半徑核力作用半徑20三、原子核的質(zhì)量和結(jié)合能1、原子核的質(zhì)量1960年物理學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議決定用12C的原子質(zhì)量的1/12作為原子質(zhì)量的單位，記作u。1u=1.6605402×10-24g1u相對(duì)應(yīng)的能量為：1uc2=931.49432MeV原子核的質(zhì)量質(zhì)量虧損：212、結(jié)合能當(dāng)若干質(zhì)子和

8、中子結(jié)合成一個(gè)核時(shí)，由于是核力的作用，將釋放一部分能量叫結(jié)合能。原子核的結(jié)合能要比原子的結(jié)合能大得多，氫原子的結(jié)合能EH=13.6eV當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成一個(gè)氘核時(shí)，mp+m