第九章 原子核物理及核医学成像的物理原理
物理学理解原子和核物理
物理学理解原子和核物理物理学是一门研究物质和能量之间相互作用的学科，它探索宇宙的基本原理和自然现象。
其中的两个重要分支是原子物理和核物理。
这两个领域的研究使我们能够更深入地了解物质的微观结构和基本构建单元。
一、原子物理的基础原子是物质的最小单位，由电子、质子和中子组成。
原子物理的研究涉及探索原子的结构、性质和它们在自然界中的行为。
为了更好地理解原子结构，诺贝尔奖得主玻尔提出了一种模型，即玻尔模型。
根据玻尔模型，原子的结构由一个核心和围绕核心旋转的电子构成。
原子物理的一个重要概念是能级。
电子在不同的能级上运动，当电子吸收或释放能量时，会发生能级跃迁。
这些能级跃迁导致物质的各种性质，如光谱的发射和吸收。
二、核物理的探索核物理研究的是原子核的结构和性质。
原子核由质子和中子组成，质子带有正电荷，中子没有电荷。
核物理旨在研究核反应、放射性衰变和核能源等现象。
核反应是核物理的一个重要研究领域。
核反应包括核聚变和核裂变。
在核聚变中，两个原子核融合在一起形成一个更大的原子核，并释放出巨大的能量。
核聚变是太阳和恒星的能量来源。
而在核裂变中，原子核被撞击或吸收中子，因而分裂成两个或更多的碎片，并释放出巨能量。
放射性衰变是核物理的另一个重要概念。
某些核素具有不稳定性，它们会随时间发生自发性衰变，释放出放射性粒子和能量。
这种放射性衰变在医学、能源和环境等领域具有广泛的应用。
三、量子物理的突破原子物理和核物理的理解得益于量子力学的发展。
量子力学是描述微观世界的理论框架，它介绍了微观粒子的行为和相互作用。
量子力学的发展使我们能够解释原子和核的行为，并预测物理现象。
量子理论引入了波粒二象性的概念，即微观粒子既具有粒子特性，又具有波动特性。
例如，电子可以表现为粒子形式进行相互碰撞，也可以表现为波动形式通过电导体传输。
这种二象性对于解释原子和核物理的一些现象至关重要。
此外，量子理论还提供了对测量不确定性的解释。
海森堡的测不准原理指出，在量子尺度上，同时测量粒子的位置和动量是不可能的。
原子核物理学的基本原理
原子核物理学的基本原理原子核物理学是研究原子核的组成、性质和相互作用的一个学科，它对我们理解宇宙中的一切非常重要。
原子核物理学的基本原理是什么呢？本文将从以下几个方面进行介绍。
一、原子核的组成原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
质子和中子的质量几乎相等，都约为1.67×10^-27 kg。
原子核中的质子和中子数量不同，决定了元素的性质。
例如，氢原子核只有一个质子，氦原子核有两个质子和一到两个中子。
二、原子核的结构原子核内部的质子和中子通过强相互作用相互绑定在一起，形成了一个稳定的结构。
相邻的质子和中子在原子核内部的位置不同，形成了不同的壳层。
原子核的大小通常用核半径来描述，它的大小与原子序数有关，一般来说，原子序数越大，原子核越大。
三、核力和核能原子核内部的质子和中子之间的相互作用是通过核力来实现的。
核力是一种极强的作用力，只能作用于非常短的距离内，一旦破坏了原子核的稳定结构，就会释放出核能。
核能是一种极为强大的能量，非常危险，需要小心处理。
四、核衰变原子核中的质子和中子有时会发生变化，这种变化称为核衰变。
核衰变有三种形式：α衰变、β衰变和γ射线。
α衰变是指原子核放出一个α粒子，相当于一个氦原子核，质量数少2，原子序数少2。
β衰变是指原子核中的中子转变成质子或质子转变成中子，释放出β粒子。
γ射线是一种高能电磁波，电磁波的能量与频率成正比，波长越短，频率越高，能量越大。
五、结论原子核物理学的基本原理包括原子核的组成、结构和核力，核能和核衰变等方面。
这些原理对我们理解宇宙中的一切至关重要，同时我们也需要小心处理核能，防止核辐射对人体健康造成的危害。
原子核的奥秘理解核物理和原子核反应的基本原理
原子核的奥秘理解核物理和原子核反应的基本原理核物理是研究原子核结构、原子核性质以及原子核与其他粒子之间相互作用的学科。
在核物理领域，人们努力揭示原子核的奥秘，并探索核反应的基本原理。
本文将以分析原子核结构、核力和核反应等方面的知识，帮助读者更好地理解和学习核物理。
一、原子核的组成和结构原子核是由质子和中子组成的，中心集中的带正电荷的部分。
质子带正电荷，中子不带电荷。
质子和中子统称为核子，它们通过强相互作用相互结合在一起，形成稳定的核结构。
质子和中子的质量几乎相同，都有约1单位质量，而其质量远大于电子的质量。
原子核的结构可用原子序数Z和质子数N来表示。
原子序数Z代表原子核中质子的数量，质子数N代表原子核中中子的数量，而质子数和中子数之和A被称为质量数。
一个核的符号通常采用元素符号（即原子序数Z所对应的元素符号）加上质量数A的方式来表示。
例如，氦原子核的符号为He-4，其中2代表其原子序数（即质子数），而4代表其质量数（即质子数和中子数之和）。
通过研究原子核的结构，我们可以更深入地理解原子核的奥秘。
二、核力的作用原子核内部的粒子之间存在一种特殊的相互作用力，称为核力。
核力是一种非常强大的作用力，只在原子核的范围内起作用。
它的作用很类似于引力和电磁力，但与它们相比，核力更强，且仅限于极短的距离范围内。
核力起源于夸克之间的相互作用。
夸克是构成质子和中子的基本粒子，它们通过交换质子和中子之间的夸克来产生核力。
核力的强大使得原子核在非常近距离内保持稳定，避免了带有正电荷的质子之间的排斥力导致原子核解体。
三、核反应的基本原理核反应是指在核碰撞或核衰变过程中，原子核发生的转化。
核反应可以通过核裂变或核聚变来实现。
核裂变是指原子核分裂成两个或更多轻的核的过程，而核聚变是指两个或更多轻核结合形成一个较重的核的过程。
在核反应中，保持能量守恒和动量守恒是非常重要的原理。
例如，在核裂变过程中，当一个中子与一个重核碰撞时，会产生两个或多个轻核和一些中子，并释放出大量能量。
原子核物理的基本原理和实验方法
原子核物理的基本原理和实验方法导言原子核物理是研究物质组成中的原子核及其相互作用的一门学科。
它是现代物理学的重要分支之一，对于我们理解物质结构的基本性质具有重要的作用。
本文将通过介绍原子核物理的基本原理和实验方法，为读者深入理解这一领域提供参考。
第一部分：原子核结构的基本原理原子核是原子基本组成部分之一，由质子和中子组成。
它是原子的一个极小且非常致密的核心，占据整个原子体积的极小部分，其中质子带正电荷，中子不带电荷，两者的质量几乎相等。
原子核中的质子和中子是由夸克组成的。
夸克是基本粒子的一种，是构成一切有质量的物体的最基本的组成单元。
通过核反应的研究，科学家们发现，在原子核中会发生强相互作用和弱相互作用。
强相互作用是维持原子核的稳定的关键。
而弱相互作用则引发了许多奇异现象，如放射性变化、贝塔衰变等，它们对人们的日常生活和工作产生了诸多影响。
第二部分：原子核实验的基本方法原子核物理的研究需要进行实验验证。
以下是几种常用的原子核实验方法。
1. 散射实验散射实验是一种通过探测被轰击物质后散出来的粒子来研究原子核结构和相互作用的方法。
在这种实验中，科学家会将入射粒子轰击到目标核上，然后测量散射粒子和反应产物的产生率和运动状态。
通过这些测量，科学家可以了解原子核的一些性质，如质量、形状和能级等。
2. 能谱实验能谱实验是一种通过测量射线辐射的能量来研究原子核结构和相互作用的方法。
在这种实验中，科学家会将辐射射线照射到目标核上，然后测量射线的能谱分布。
通过这些测量，科学家可以了解辐射射线的强度和能量分布，从而得到有关原子核的信息。
3. 放射性测量放射性测量是一种通过测量放射性物质衰变过程中散发出的辐射来研究原子核结构和相互作用的方法。
在这种实验中，科学家会使用计数器或探测器等仪器来测量辐射的能量和强度。
通过这些测量，他们可以了解放射性物质的衰变特性和有关原子核结构的信息。
结论原子核物理是一门重要的学科，对于我们理解物质结构和相互作用的基本原理具有重要的作用。
核物理学的基本原理及应用
核物理学的基本原理及应用核物理学，是研究原子核结构、性质及其与其他物理现象之间关系的学科，是现代物理、化学研究的重要方向。
核物理学的发展自19世纪末开始，伴随着人类对于原子核内部结构的认识和制造原子弹、核反应堆等重大事件的发生，核物理学的重要性也越来越明显。
本文将从基本原理和应用两个方向，介绍核物理学的发展历程、基本概念和实际应用。
一、基本原理1.1 原子核的组成原子核由质子和中子组成。
质子和中子都是由夸克构成的，但质子是由两个上夸克与一个下夸克构成，中子则是由两个下夸克和一个上夸克组成。
质子和中子质量相当，均为约 1.67×10-27kg，而电子的质量则只有1/1836质子质量。
因此，原子核的质量主要由质子和中子贡献，而原子核的其他性质（如核磁矩）也与质子和中子有关。
1.2 核力及其作用原子核中的核子间的作用力称为核力。
核力非常强，能够克服质子之间的静电排斥力，将核子维持在原子核内。
核力的作用范围非常短，大约只有0.1微米左右，因此只能影响相邻的核子。
这也解释了为什么原子核的大小与质子数和中子数的总和相比，非常小。
1.3 核反应和核能核反应是指原子核因为相互作用而发生的变化。
根据变化前后的核素和反应过程特征，可以将核反应分为核裂变和核聚变两种。
核裂变是指重核分裂成较轻的两个核片和中子，而核聚变是指轻核相互融合形成较重的核。
核反应越来越多地被应用于能源领域，特别是核聚变，被认为是未来清洁能源的重要来源。
1.4 辐射和核辐射辐射是指物质在空间中传递能量的一种方式，包括电磁辐射和粒子辐射。
电磁辐射是指电磁波通过空间传递能量，如X射线、γ射线等；粒子辐射则指粒子沿一定方向传递能量，如α射线、β射线等。
这些辐射都会对人体造成一定的辐射伤害，需要采取一系列防护措施。
1.5 核物理学的实验方法核物理学的实验方法包括探测辐射、测量辐射能量、速度等基本物理量，以及使用加速器产生高能粒子等。
利用实验手段可以进一步探索原子核内的结构和性质，研究核反应动力学等问题，推动核物理学的发展。
物理掌握原子和核物理的原理
物理掌握原子和核物理的原理物理是一门研究自然界物质和能量运动规律的科学，原子和核物理是物理学的重要分支之一。
本文将详细介绍原子和核物理的基本原理，以帮助读者更好地理解这两个领域。
一、原子物理的原理1. 原子的结构原子是构成一切物质的基本单位，由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，电子携带负电荷。
原子的质子数决定了元素的原子序数，而质子数等于电子数时，原子呈电中性状态。
2. 原子的稳定性原子的稳定性取决于核内的质子和中子的比例。
稳定的原子核通常具有近似相等的质子和中子数目，这种比例保持了核的稳定性。
若质子数与中子数偏离均衡比例，核便会发生放射性衰变，释放出能量。
3. 原子能级和光谱原子的电子围绕原子核存在不同能级。
当电子跃迁到更低的能级时，会放出能量，产生光谱。
不同原子具有独特的光谱，因此光谱分析成为识别元素和研究原子结构的重要手段。
4. 原子核反应原子核反应是指原子核与其他粒子或辐射相互作用、发生转变的过程。
核反应可分为裂变和聚变两类。
裂变是重核分裂成两个或多个较小的核片段，释放出大量能量；聚变是两个轻核融合成较重的核，同样伴随着能量释放。
二、核物理的原理1. 核的结构核是原子核物理研究的主要对象，由质子和中子组成。
质子和中子统称为核子。
核子之间通过强相互作用力维持在核内，同种核子之间相互排斥，保持核的稳定性。
核的质量和电荷主要集中在核心区域。
2. 核衰变核衰变是指原子核自发地转变为另一种核的过程，通过放射粒子或辐射能量来实现。
核衰变包括放射性衰变、α衰变、β衰变等。
放射性衰变是核随时间变化的自然规律，具有随机性。
核衰变过程中会释放出放射性能量。
…..（继续按需求增加论述内容）总结：本文介绍了原子和核物理的基本原理。
原子物理主要关注原子结构、稳定性、能级和光谱等方面，而核物理则主要研究核的结构、核反应和核衰变等现象。
通过掌握这些原理，我们可以更深入地理解物质的基本单位和核反应过程，为物理学的进一步发展提供基础。
核相的原理和方法
核相的原理和方法核相(核磁共振成像,MRI)是一种利用核磁共振现象来成像人体结构和功能的医学影像学技术。
本文将介绍核相的原理和方法,包括核相成像的基本原理、成像过程、成像技术、临床应用以及核相在医学影像学中的应用前景。
一、核相的基本原理核相成像是一种利用核磁共振现象来成像人体结构和功能的医学影像学技术。
核磁共振现象是由于原子核内部的自旋运动引起的,当一个原子核受到外部磁场的作用时,它的自旋会产生一个电动势,从而形成一个磁偶极。
人体内部也有大量的原子核,当这些原子核受到外部磁场的作用时,也会发生类似的自旋运动,从而形成一个共振现象。
核相成像利用这种共振现象来进行人体结构的成像。
在核相成像中,医生会给予患者一个磁场,然后利用一个探测器来检测磁场,并将检测到的信号转化为电信号,然后通过计算机进行处理,从而生成人体结构的影像。
二、核相成像的成像过程核相成像的成像过程可以分为两个阶段:信号采集和信号处理。
1. 信号采集在信号采集阶段,医生会给予患者一个磁场,然后利用一个探测器来检测磁场,并将检测到的信号转化为电信号。
这些信号被送到计算机进行处理,从而生成人体结构的影像。
2. 信号处理在信号处理阶段,计算机会对生成的信号进行处理,以提取出人体结构的信息和特征。
这个过程包括图像增强、图像滤波、图像重建和图像分割等步骤。
通过这个过程,计算机可以生成高质量的人体结构图像。
三、核相成像的成像技术核相成像的成像技术包括两种:正交频谱核相成像(rfMRI)和交叉相谱核相成像(cssMRI)。
1. 正交频谱核相成像正交频谱核相成像是一种基于单一信号源的核相成像技术。
在正交频谱核相成像中,医生会给予患者一个磁场,然后通过探测器来检测磁场,并利用计算机来处理信号,从而生成人体结构的影像。
正交频谱核相成像的优点是成像速度快,但缺点是图像分辨率较低。
2. 交叉相谱核相成像交叉相谱核相成像是一种基于两个信号源的核相成像技术。
在交叉相谱核相成像中,医生会给予患者一个磁场,然后通过探测器来检测磁场,并利用计算机来处理信号,从而生成人体结构的影像。
核医学成像的基本原理
核医学成像的基本原理核医学成像主要是利用放射性核素。
啥是放射性核素呢？简单来说，就是那些原子核不太稳定的原子啦。
它们就像一个个小调皮鬼，总是不安分，会不断地放出射线。
这些射线呀，就成了我们核医学成像的关键因素。
当我们把含有放射性核素的药物引入到人体里，这就像是派出了一群小小的侦察兵。
这些侦察兵可聪明啦，它们会跑到身体的不同地方。
比如说，有的放射性核素药物特别喜欢跑到甲状腺那里去，有的呢则会跑到骨头里面。
这是为啥呢？因为身体里不同的器官和组织呀，就像一个个有着独特喜好的小房子，对这些放射性核素药物有着不同的吸引力。
然后呢，这些放射性核素在身体里不断地放出射线。
这时候呀，我们就有专门的探测器来捕捉这些射线啦。
探测器就像是一个个超级灵敏的小耳朵，能听到射线发出的“悄悄话”。
当射线碰到探测器的时候，探测器就能把这个信号记录下来。
这些探测器记录下来的信号可不是乱七八糟的哦。
它们会被转化成数字信息，然后通过计算机这个超级大脑来处理。
计算机就像一个超级魔法师的助手，把这些零散的数字信息整理成一幅幅清晰的图像。
你看，通过这样的方式，我们就能得到身体内部的图像啦。
比如说，要是甲状腺有啥毛病，那些跑到甲状腺里的放射性核素放出的射线就会有不一样的表现。
在图像上，我们就能看到甲状腺是大了还是小了，有没有长什么奇怪的东西。
而且呀，核医学成像还有一个很厉害的地方。
它不仅仅能告诉我们器官的形态，还能告诉我们器官的功能呢。
这就比普通的成像方式厉害多啦。
普通的成像可能就只能看到这个器官长啥样，但是核医学成像能知道这个器官工作得好不好。
就像我们看一个工厂，不仅能看到厂房的样子，还能知道里面的机器是不是在正常运转呢。
核医学成像在很多疾病的诊断中都起着超级重要的作用。
比如说在肿瘤的诊断方面，它可以早早地发现那些隐藏在身体里的小肿瘤。
这就像是在敌人还很弱小的时候就发现它们，然后我们就能早早地想办法对付它们啦。
不过呢，宝子们也不用担心放射性核素会对身体有啥大危害。
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第二节 原子核的衰变 4
1. β－衰变 衰变时，母核X放出一个负电子而转变成子 核Y，子核的电荷数比母核增加1，质量数不变。 一般过程为：
A Z
X
A Z 1
Y e ν e Q
0 1
是中微子，它不带电，其静止质量基本为零 例如：
32 15
P S e ν e Q
32 16 0 1
NN e
第三节 放射性核素的衰变规律 2
二. 半衰期和平均寿命 1. 半衰期 放射性核素因衰变而减少到原来的一半所需 的时间，称为半衰期(half life)。用T1/2表示。 当t＝T1/2时，N=N0/2，代入衰变定律可得
ln2 0.693 T1 2 λ λ
上式表明：半衰期T1/2与衰变常量λ成反比。λ大， T1/2 就短，衰变就快。
第一节 原子核的基本性质 9
1. 原子核的稳定性 质量亏损 ： M Zm p Nmn mA 原子核的结合能在数值上等于质量亏损释放 出的能量
E Mc
2
第一节 原子核的基本性质 10
2. 核素、同位素、丰度、同量异位素、同核异能素 同位素(isotope)：具有质子数(Z)相同而质量数 （A）不同的核素 丰度（isotope abundance）：同位素占该元素 总量的百分数 同量异位素(isobar)：质量数（A）相同而质子 数(Z)不同的原子核 同核异能素（isomer）：质量数（A）和质子数 (Z)均相同而处于不同能量状态的核素
Ga
Tc
Au
Hg
Co
99 43
198 79
90 38
Sr
Cs
131 53
I
137 55
32 15
P
125 53
I
第三节 放射性核素的衰变规律 5
当放射性核素进入生物体或人体时，其原子核 的数目除按自身的衰变规律减少外，还会由于生物 体或人体的代谢而使原子核的数目减少。
假定因代谢而减少的原子核数目也按指数规律 衰减，并由此引入生物衰变常数（biological decay constant）λb和生物半衰期（biological half life）Tb。
第二节 原子核的衰变 8
四. 衰变纲图（decay scheme）
图中最下面的横线表示原子核的基态，上面 的各横线分别表示子核的激发态。相应的衰变类 型、能量和半衰期等分别标在能级的两侧，两能 级之间的能量差表示衰变能。斜线上标示衰变类 型、粒子的动能和衰变百分比。
第二节 原子核的衰变 9
四. 衰变纲图（decay scheme）
第一节 原子核的基本性质 7
四.原子核的稳定性 已发现的核素已超过1600种，其中绝大部分 都是不稳定的放射性核素(radioactive nuclide)。 1. 原子核的稳定性 平均结合能： E / A Mc 2 / A
( Zm p Nmn mA )c / A
2
式中，分别表示质子数和中子数， p ，mn ，mA 分 m 别表示质子、中子和原子核的质量。
R0 1.2 1015 m 通常取
核半径是指核力的作用范围或核内电荷分布的范围， 而不是几何半径。
第一节 原子核的基本性质 6
原子核的平均密度 : 原子核的质量Au近似为原子质量m，原子核 4 3 的体积 V πR ，原子核的平均密度ρ为:
3
m Au 1.67 1027 ρ 2.3 1017 (kg m -3 ) V 4 πR3 A 4 π(1.2 1015 ) 0 3 3
2MeV的射线 对 空气中的射程（m） 每毫米行程上的离子
α 射线 β 射线 γ （或X）射线
1t
2 1
1 1
A10e
1t
2 1
A1
第三节 放射性核素的衰变规律 13
2. 放射性核素发生器
利用串连衰变的暂时平衡用长半衰期的母体 生产半衰期短的放射性核素。这种装置称为放射 性核素发生器(radioactive nuclide generator)， 俗称“母牛”。 使用最普遍的医用的放射性核素发生器有
第二节 原子核的衰变 10
四. 衰变纲图（decay scheme）
第三节 放射性核素的衰变规律 1
一. 衰变规律 在t时刻原子核数目为N，经dt时间后，因衰变 而减少的原子核为－dN。实验和理论都证明
dN λNdt
λ是比例常数，称为衰变常数(decay constant) 对上式积分，代入初始条件t=0时,原子核数目 N0，可得衰变定律的表达式 λt 0
A λN λN0e
或：
λt
A0e
λt
1 tT A A0 ( ) 2
第三节 放射性核素的衰变规律 9
放射性活度的SI制单位是贝克勒尔（Bq）。 它表示每秒钟发生一次核衰变，即：
1Bq＝1次核衰变／秒
常用的旧单位为居里（Ci）
1Ci＝3.7×1010Bq
第三节 放射性核素的衰变规律 10
8
第一节 原子核的基本性质 3
二. 原子核的质量
(The quality of the nucleus) 1.原子质量单位
12 原子质量单位：（等于 6 27
C 原子质量的1/12 ） 1u 1.660566 10 Kg
质子用p表示，其质量：mp
1.007276u
中子用n表示，其质量 ： mn 1.008665u
第二节 原子核的衰变 5
2. β＋衰变 衰变时，母核X放出一个正电子而转变成子 核Y，子核的电荷数比母核减少1，质量数不变。 一般过程为：
A Z 0 X ZA1Y 1 e ν e Q -
是中微子，它不带电，其静止质量基本为零
例如：
13 7
N C e ν
13 6 0 1
e
Q
99mTc(99Mo→99mTc) 113mIn(113Sn→113mIn)
第四节 射线与物质的相互作用 1
一. 带电粒子与物质的相互作用
1. 电离和激发 直接电离 间接电离
第四节 射线与物质的相互作用 2
2. 散射 3. 轫致辐射 4. 射程和吸收
第四节 射线与物质的相互作用 4
三种射线在空气中的射程及电离密度
第二节 原子核的衰变 7
三.γ衰变和内转换
处于高能态的原子核跃迁到低能态或基态时 放出γ射线的过程称为γ衰变，又叫γ跃迁。 一般过程为：
A Z
X XγQ
m A Z
有些原子核从激发态向较低能态或基态跃迁时， 将多余的能量直接传递给核外的内层电子，使其成 为自由电子，称为内转换(internal conversion) 核素发射内转换电子时也会辐射标识X射线 或俄歇电子。
第三节 放射性核素的衰变规律 6
有效衰变常数（effective decay constant）λe
e b
有效半衰期（effective half life） Te
1 1 1 ＝ ＋ Te T Tb
第三节 放射性核素的衰变规律 7
2. 平均寿命 原子核总数一定的放射源，原子核在衰变过 程中的平均存在时间称为放射性核素的平均寿命 (mean life)，以τ表示
第一节 原子核的基本性质 11
3.影响原子核稳定性的主要因素 中子数与质子数之间的比例关系
核子数的奇偶性
重核的稳定性)
第二节 原子核的衰变 1
放射性核素自发地放出射线或粒子变为另一 种核素的过程称为原子核衰变，简称核衰变。
衰变类型主要有三种：
α衰变
β衰变
γ衰变
第二节 原子核的衰变 2
一. α衰变
第一节 原子核的基本性质 4
2. 核力 （nuclear force） 核力是将质子和中子结合在一起的特殊力， 具有如下重要特征
核力与电荷无关
核力是短程强吸引力
核力具有饱和性
第一节 原子核的基本性质 5
三. 原子核的组成
原子核的核半径R与核质量数A的近似关系:
R R0 A
1 3
R约为10-15m~10-14m
1 τ＝ N0
0
1 －t d N ＝ N0
0
λNtdt
λ ＝－ N0
0
1 N 0 e t dt ＝ λ
λt
半衰期与平均寿命的关系
ln2 0.693 T1 2 0.693 λ λ
第三节 放射性核素的衰变规律 8
三. 放射性活度(radioactivity) 放射性核素在单位时间内衰变的原子核数称 为该物质的放射性活度 dN A λN dt 放射性活度也是随时间作指数变化，有：
放射性核素放出α粒子而衰变为另一种核素 的衰变过程，称为α衰变
A Z
X
A 4 z 2
Y He Q
4 2
如镭衰变成氡 的过程：
226 88
Ra 222 Rn 4 He Q 86 2
第二节 原子核的衰变 3
二. β衰变
原子核内释放出电子或正电子的衰变过程统 称为β衰变过程。 β衰变包括三种形式： β－衰变、β＋衰变、电子俘获。
子体和母体放射 性活度的关系式
A2
2 1
1
A10e
1t
2 1
1
A1
第三节 放射性核素的衰变规律 12
当母体的半衰期T1不是很长，但比子体的半 衰期T2长（即λ1<λ2）时，又t足够长时，有
e1t e t ，则
2
N2
2 1
1
1
N10 e
第二节 原子核的衰变 6
3. 电子俘获 衰变时，原子核俘获一个核外电子，同时 放出一个中微子，使核内一个质子转变为中子 一般过程为： 例如：