第十五章 原子核和放射性
T ln 2
N
N
0
(
1 2
)t
/T
2、平均寿命
平均寿命 是指放射性核素平均生存的时间。
1
12
三 、放射性活度
放射性活度(A)：单位时间内衰变的原子核数。 国际单位：Bq ， 1Ci=3.7x1010Bq, 1Bq=1衰变/秒
A dN dT
N
N0et
A0et
7
2、 + 衰变——母核放出一个正电子的衰变
A Z
XZ
A1Y
01e
v
Qβ
原子核中一个质子放出一个正电子而变成中子，同时 放射出一个中微子，遵守位移法则。
8
3、 电子俘获（EC）
原子核俘获核外电子，使核内的一个质子变为一个中 子，原子序数数变为Z-1。
A Z
X
01eZ
A1Y
2
原子核的成分
原子核由核子（nucleon）组成，核子只有两种。 质子（proton）：带一个单位的正电，质量数1.00727u 中子（neutron）：不带电，质量数1.00866u
u：原子质量单位（即dolton），1u=1.66056×10-27kg
原子序数为Z、质量数为A的原子核由Z个质子和N个中子组 成。这两种粒子的质量近似等于1u，所以原子核的质量数 A=N+Z。
在原子核物理学中，标记原子核用 AzX。 左上角的数值A代表质量数。 左下角的数字为原子序数Z。
3
2、 核素
核素：原子核内的Z，N和能量状态都相同的原子。 同位素：质量数不同而质子数相同，在化学元素周期
表中处于同一位置，有相同的Z的元素。 同质异能素：Z和N相同而处于不同能量状态的核素 。 同量异位素：Ａ相同而Ｚ不同的核素。
4
第二节 放射核素的衰变种类源自核素放射性核素 稳定性核素
放射性核素: 能自发放出射线变为另一种核素，这种现 象称为原子核衰变，简称核衰变。其过程 遵守电荷，质量，能量，动量和核子数守 恒定律。
一、 衰变
放射性核素发射粒子（氦原子），变为另一种核素的过
程叫衰变。
A Z
X
AZ42Y
4 2
A
A0
(
1 2
)t
/T
13
第十五章 原子核和放射性
1 原子核的组成和基本性质 2 原子核的衰变类型和衰变规律
1
第一节 原子核的基本性质
一 原子核的组成
1 中子-质子模型 原子核的电荷
原子核是原子的中心体，其重要特征之一是带 正电, 而且是旋转的，最小电量单位是电子电量e的 整数倍。这个倍数和元素周 期表中的原子序数Z是 一致的。
A Z
Xm
ZA
X
Q
其中在衰变的过程中，原子核的质量数和原子序数都不改 变，只是原子核的能量状态发生了改变，所以又叫同质异 能跃迁。
10
第三节 放射性核素的衰变规律
一、放射性衰变规律
当一种放射性核素在衰变时，在tt+dt时间内
－dN=N·dt（为衰变常数）对上式积分
N N0et
v
Q
总之， 衰变的过程都是发生在同量异位素之间的衰变。 衰变过程中有电子或正电子从核内释放，或有外部电子 被核捕获，其中母核与子核的质量数都不改变，只有原 子核的质子数发生改变。
9
三 衰变
衰变— 和衰变后的子核大部分处于激发态，并以射线 的形式释放能量，跃迁到较低的能量或基态，这种跃迁叫 衰变。
1、 - 衰变——母核放出电子的一种衰变
A Z
X
Z
A1Y
01e
v
Qβ-
式中X和Y代表母核和子核，v称为反中微子，是在衰变
中与-粒子同时放射出的粒子，不带电，静止质量为零。 原子核中并不存在电子，而是在衰变时原子核中的一个 中子放出一个电子和一个反中微子变为一个质子的过程， 遵守位移法则。
He
Q
式中Ｘ叫母核，Ｙ叫子核，Ｑα为衰变能。
5
衰变的位移法则：
子核比母核的质量数A少4，原子序数Z少2，在 元素周期表中的位置比母核前移两位。衰变过 程放出的能量主要反映在粒子的动能，子核的 动能很小。
28286Ra28262Rn24He Q
6
二、 衰变
一种核自发地变成另一种核，其质量数Ａ不变，而原 子序数Ｚ在元素周期表中向前或向后移一个位置。有 -， +衰变和电子俘获三种类型。
此式即为放射性物质衰变的基本定律，它说明放射
性核素衰变服从指数定律。 为物理衰变常数。用
来表示放射性核素衰变快慢的物理量.
如果一种核素的物质同时进行多种类型衰变，则
i
i
11
二、半衰期和平均寿命
1、半衰期 半衰期（T1/2）也是用来表示放射性核素衰变快慢的物理量。 定义为放射性核素的原子核数减少一半所需的时间。
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第十五章+原子核-2022-2023学年高二物理同步精品课堂(沪科版2020上海选择性必修第三册)
比如某原子核半衰期是2天，现在有两个这样的原子核，那么过两天后是不是就
剩下一个了？
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状念
和外部条件没有关系。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是
与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。
这是因为圧力.温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。
感光，而且照相底片上出现了非常清晰的含铀
矿石的廓影 。贝克勒尔意识到，是铀或含铀矿
石发 出的某种未知的不可见射线使包在黑纸中
的照相底片感光。
5
第十五章
我们将物质自发放出射线的
现象称为天然放射现 象，将物
质发射射线的性质称为放射性
(radioactivity)。 如果元素具
有放射性，则称为放射性元素
氡的衰变
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
m/m0
t /天
1/2
3.8
1/4
2×3.8
1/8
3×3.8
1/16
4×3.8
…
…
若放射性元素原来的质量为m0 、原子数为N0；剩余的质量m，剩余
的原子数为N，半衰期为，半衰期个数为n，经过时间t，则：
m/m0
n
1 t
t
1
m m0 ( ) m0 （n= ）
α衰变的一般方程：
→
−
− +
在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和 ； 衰变前的
电荷数等于衰变后的电荷数之和。
发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以相对于原来的核在元素周期表中
剩下一个了？
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状念
和外部条件没有关系。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是
与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。
这是因为圧力.温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。
感光，而且照相底片上出现了非常清晰的含铀
矿石的廓影 。贝克勒尔意识到，是铀或含铀矿
石发 出的某种未知的不可见射线使包在黑纸中
的照相底片感光。
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第十五章
我们将物质自发放出射线的
现象称为天然放射现 象，将物
质发射射线的性质称为放射性
(radioactivity)。 如果元素具
有放射性，则称为放射性元素
氡的衰变
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
m/m0
t /天
1/2
3.8
1/4
2×3.8
1/8
3×3.8
1/16
4×3.8
…
…
若放射性元素原来的质量为m0 、原子数为N0；剩余的质量m，剩余
的原子数为N，半衰期为，半衰期个数为n，经过时间t，则：
m/m0
n
1 t
t
1
m m0 ( ) m0 （n= ）
α衰变的一般方程：
→
−
− +
在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和 ； 衰变前的
电荷数等于衰变后的电荷数之和。
发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以相对于原来的核在元素周期表中
《原子核和放射性》课件
放射性治疗
利用放射性核素释放的 射线对肿瘤进行照射， 杀死癌细胞或抑制其生 长。
放射性药物
利用放射性核素标记的 药物，如碘-131治疗甲 状腺疾病，以及正电子 发射断层扫描（PET） 药物用于诊断肿瘤等疾 病。
工农业应用
放射性测井
01
利用放射性核素标记的示踪剂检测石油和天然气储层，提高油
气勘探的效率和准确性。
核物理实验
利用放射性核素产生的射线进行核反应研究，探索原子核的结构 和性质，推动核物理学的发展。
地质年代学
利用放射性核素的衰变规律测定岩石和矿物的年龄，研究地球的 形成和演化历史。
05
CATALOGUE
放射性的防护与安全
放射性防护的原则与措施
放射性防护原则
采取一切合理措施，保护工作人员和 公众免受放射性危害，并尽可能减少 放射性照射。
放射性
某些不稳定原子核会自发地释放出射 线，这种现象称为放射性。
半衰期
放射性同位素的应用
在医学、工业、科研等领域有广泛应 用，如放射性治疗、工业探伤、放射 性示踪等。
放射性衰变过程中，一半原子核发生 衰变所需要的时间。
02
CATALOGUE
放射性及其来源
放射性的定义
放射性
是指物质能够自发地放出 射线，并从原子核内部释 放出能量。
遵循国家和地方政府的放射性安全标准和 法规，确保放射性设施建设和运行符合相 关要求。
按照国家规定申请和办理放射性工作许可 证，确保合法合规开展放射性工作。
监测与记录
应急预案
定期对工作场所和设备进行放射性监测， 并做好监测数据的记录和分析，及时发现 和解决潜在问题。
制定和实施放射性事故应急预案，确保在 发生事故时能够迅速、有效地应对，减轻 事故后果。
《原子核与放射性》PPT课件
原子核的组成
原子核=质子+中子 原子核的表示符号：AZXN X为元素符号，A=N+Z 为核子数，N为中子数，Z为 质子数。 简写为：AX Z相同N不同的核素称为同位素； N相同Z不同的核素称为同中子异核素； A 相同Z不同的核素称为同量异位素；Z、N均相同，但所处能级不同的核素称 为同核异能素 Heisenberg认为：中子和质子是核子的两个不同状态。
原子核的组成
原子核的发现 1909年Rutherford的学生H.Geiger和E.Marsden在用a 粒子轰击金箔的实 验中，发现有大约八千分之一的几率被反射。 Rutherford说：“就像一枚15英寸的炮弹打在一张纸上又被反射回来一 样”。 Rutherford认为：正电荷和原子质量集中在原子中心R10-12cm的范围内。
自由核子结合成原子核时释放的能量称为原子核的结合能
任一原子的结合能可表示为：
E
(
Z A
X)
=
[Z
M(
1 1
H)+(A-Z)
M(
1 0
n)-M
(
Z A
X)]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c
2
ε 原子核的结合能除以该核的核子数，即为该核的比结合能：
＝ E /A
3P
32P3/2
32P3/2
32P1/2
32P1/2
D1= 589.0 nm
1932：J.Chadwick发现了中子;
1934：F.&I.Joliot-Curie发现人工放射性； 1939：O.Hahn等人发现重核裂变； 1939：N.Bohr等提出液滴模型; 1942：E.Fermi发明热中子链式反应堆； 1945：原子弹试爆成功，并在广岛上空爆炸； 1952：氢弹试爆成功。
原子核衰变的放射性
原子核衰变的放射性放射性是指某些核素自发地发射出射线或粒子放射能量的性质。
放射性现象在自然界普遍存在，也可以通过人工手段实现。
其中，原子核衰变是放射性现象的重要表现形式之一。
本文将就原子核衰变的放射性进行详细探讨。
一、原子核衰变的基本概念及分类原子核衰变是指放射性核素在自然条件下由一种核转化为另一种核的过程。
在原子核衰变过程中，放射射线或粒子释放出能量，实现核素的转变。
原子核衰变可分为三类：α衰变、β衰变和γ衰变。
1. α衰变α衰变是指某些放射性核素的原子核放出α粒子（即氦核，由两个质子和两个中子组成，具有+2电荷）的过程。
α衰变会使原子核的质量数减少4、原子序数减少2。
例如，铀-238（238U）发生α衰变后变成钍-234（234Th）。
α衰变通常发生在较重的原子核中。
2. β衰变β衰变是指原子核中的中子或质子转变成一个电子或正电子的过程。
β衰变可分为β-衰变和β+衰变。
其中β-衰变是指一个中子转变为一个质子、一个电子和一个反中微子，而β+衰变是指一个质子转变为一个中子、一个正电子和一个中微子。
β衰变会使原子核的质量数不变，原子序数增加1或减少1。
例如，钴-60（60Co）发生β-衰变后变成镍-60（60Ni）。
3. γ衰变γ衰变是指放射性核素发生原子核状态的跃迁，释放出γ射线的过程。
γ射线是电磁波，具有高能量和无电荷。
γ衰变不改变原子核的质量数和原子序数。
γ射线的产生常伴随其他衰变方式（如α衰变和β衰变）的发生。
二、原子核衰变的特点及应用原子核衰变具有一些特点，这些特点使其在科学研究和实际应用中发挥重要作用。
1. 随机性原子核衰变是一个随机的微观过程，不受外界条件的影响，并且每个放射性核素的衰变速率是固定的。
这使得科学家们能够通过观测某单位时间内放射性核素的衰变数目来测量样品的放射性活度。
2. 放射性测量基于原子核衰变的放射性现象，科学家们发展出了一系列用于测量和监测放射性物质的技术和方法。
《原子核的组成》课件PPT课件
N＝A－Z＝226－88＝138。 (2) 镭核所带电量
Q ＝ Ze ＝ 88×1.6×10－19 C ＝ 1.41×10－17 C。 (3) 核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为 88。 (4) 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹 力，故有
qvB ＝ mv2/r r ＝ mv/qB 两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故
第2页/共24页
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现， 原子序数大于等于83的所有元素，都能自发的放 出射线，原子序数小于 83 的元素，有的也具有 放射性。
放大了1000 倍 的铀矿石
第3页/共24页
在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以 外，还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？
贯穿本 领
电离作用
α射线
高速氦核流 2e 4mp
mp＝1.67×10－27 kg
0.1c
β射线
高速电子流 －e
γ射线
光子流(高频 电磁波) 0
0.99c
静止质量为零 c
偏转
最弱用纸能挡住 很强
与α射线反向 偏转
不偏转
最强穿透几厘
较强穿透几毫
米厚的铅
米厚的铝板
板
较弱
很弱
第11页/共24页
例1. 如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一
(1) 镭核中有几个质子？几个中子？
(2) 镭核所带电荷量是多少？
(3) 若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
(4)
是镭的一种同位素，让
和
以相同速
度垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，它们运动的轨
道半22径8 R之a比是多少？ 88
Q ＝ Ze ＝ 88×1.6×10－19 C ＝ 1.41×10－17 C。 (3) 核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为 88。 (4) 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹 力，故有
qvB ＝ mv2/r r ＝ mv/qB 两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故
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放射性不是少数几种元素才有的，研究发现， 原子序数大于等于83的所有元素，都能自发的放 出射线，原子序数小于 83 的元素，有的也具有 放射性。
放大了1000 倍 的铀矿石
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在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以 外，还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？
贯穿本 领
电离作用
α射线
高速氦核流 2e 4mp
mp＝1.67×10－27 kg
0.1c
β射线
高速电子流 －e
γ射线
光子流(高频 电磁波) 0
0.99c
静止质量为零 c
偏转
最弱用纸能挡住 很强
与α射线反向 偏转
不偏转
最强穿透几厘
较强穿透几毫
米厚的铅
米厚的铝板
板
较弱
很弱
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例1. 如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一
(1) 镭核中有几个质子？几个中子？
(2) 镭核所带电荷量是多少？
(3) 若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
(4)
是镭的一种同位素，让
和
以相同速
度垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，它们运动的轨
道半22径8 R之a比是多少？ 88
《原子核与放射》课件
药物标记
放射性标记的化合物可用于研究药物 在体内的分布、吸收和代谢。这有助 于药物设计和优化。
药效评估
通过标记药物并观察其在体内的分布 和代谢，可以评估新药的药效和安全 性。
04 放射性对环境的影响
放射性对生物的影响
生物体内辐射损伤
放射性物质可引起生物体内DNA损伤、染色体畸变等，导致细胞死亡或基因突 变。
保其处于良好状态。
废弃物处理
对废弃的放射性物质进 行妥善处理，避免对环
境和人员造成危害。
放射性事故的应急处理
应急预案
制定详细的放射性事故应急预案，明确应急 组织、救援措施和救援流程。
紧急处置
在发生放射性事故时，立即启动应急预案， 采取紧急处置措施，控制事故扩大。
人员疏散
及时疏散事故现场及周边的人员，避免造成 伤害。
生物种群与群落影响
放射性可影响生物种群的繁殖和生存，进而影响整个生态系统的结构和功能。
放射性对土壤的影响
土壤质量下降
放射性物质在土壤中的积累可能导致土壤质量下降，影响土壤微生物和植物的生 长。
土壤污染与扩散
放射性物质可能污染土壤，并随雨水冲刷等途径扩散至周边环境。
放射性对水体的影响
水体辐射污染
放射性物质可溶于水，导致水体辐射污染，影响水生生物的生存和人类用水安全。
放射性衰变：是指放射性核素自发地 转变成另一种核素的过程，同时释放 出射线。
衰变过程中释放的能量以射线形式释 放出去，包括α射线、β射线和γ射线 等。
衰变过程中，原子核的质子数和中子 数发生变化，从而转变为另一种核素 。
放射性衰变的类型
α衰变
放射性核素自发地转变成另一 种核素，同时释放出一个氦原
子核（α粒子）。
放射性标记的化合物可用于研究药物 在体内的分布、吸收和代谢。这有助 于药物设计和优化。
药效评估
通过标记药物并观察其在体内的分布 和代谢，可以评估新药的药效和安全 性。
04 放射性对环境的影响
放射性对生物的影响
生物体内辐射损伤
放射性物质可引起生物体内DNA损伤、染色体畸变等，导致细胞死亡或基因突 变。
保其处于良好状态。
废弃物处理
对废弃的放射性物质进 行妥善处理，避免对环
境和人员造成危害。
放射性事故的应急处理
应急预案
制定详细的放射性事故应急预案，明确应急 组织、救援措施和救援流程。
紧急处置
在发生放射性事故时，立即启动应急预案， 采取紧急处置措施，控制事故扩大。
人员疏散
及时疏散事故现场及周边的人员，避免造成 伤害。
生物种群与群落影响
放射性可影响生物种群的繁殖和生存，进而影响整个生态系统的结构和功能。
放射性对土壤的影响
土壤质量下降
放射性物质在土壤中的积累可能导致土壤质量下降，影响土壤微生物和植物的生 长。
土壤污染与扩散
放射性物质可能污染土壤，并随雨水冲刷等途径扩散至周边环境。
放射性对水体的影响
水体辐射污染
放射性物质可溶于水，导致水体辐射污染，影响水生生物的生存和人类用水安全。
放射性衰变：是指放射性核素自发地 转变成另一种核素的过程，同时释放 出射线。
衰变过程中释放的能量以射线形式释 放出去，包括α射线、β射线和γ射线 等。
衰变过程中，原子核的质子数和中子 数发生变化，从而转变为另一种核素 。
放射性衰变的类型
α衰变
放射性核素自发地转变成另一 种核素，同时释放出一个氦原
子核（α粒子）。
原子核的放射性衰变
N(t)=Noe-λ t，再经 dt(t~t+dt) 时间，有-dN=
λNdt 发生衰变。这意味着 –dN 个核子存活了t
时间，所以核素的总寿命是 任一核素的平均寿命为
0
t (dN ) tNdt
0
tNdt 0 N0
t 1 T1 / 2 t t te dt td (e ) e dt 0 0 0 0.693
1
剩余核数为原来37％的时间，所以它比半衰期T1/2长。
T ln 2 0.693 0.693
1
11
几种放射物及其半衰期
放射物
238 92
射线
半衰期T
U
α
4.5×109年
226 88
Ra
α
α β
+
1622年
3.82日 20.4分
222 86 11 6
Rn
C
212 84
Po(ThC ' ) α
2
3、放射性的发现：
1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究物质 的荧光现象时发现放射性。 1898年，居里夫妇首先提炼出放射性同位素铀。 4、射线的性质： 1899年，卢瑟福等人用在垂直于射线方向加磁 场的方法，对射线的性质进行了研究，发现这 些射线是、和。
3
磁场方向垂 直纸面向里
放射源 铅室
e
30
0.125
7
8.02 10 / s
ln 2
8.64 105 s
1
1.24 10 s
16
Hale Waihona Puke 6另外，测定现时活度 I(t) 可推算年代，例通过对生 物遗留的放射性14C含量的测定可鉴定古生物的年龄。 对于活体组织内的14C，其丰度与大气一样。但是它们 死后，14C由于衰变不断减少，通过测量现时的活度， 可推算出古生物死去的时间。 例如在河北磁山遗迹中发现古时的粟，在粟样品中含 有1g碳，测出它的放射性活度为λN(t)=10.4×10-2/s， 可以推算它存放的年代，由14C的丰度(1.3×10-12)可知 1g新鲜的碳中含14C核数是(6.023×1023/12)1.3×10-12 =6.5×1010 对应的放射性活度为
医学物理学课件原子核和放射性
对于高活度的放射性废物，可采用稀释和中和的方法降低其活度和危害。
稀释和中和
将分类收集后的放射性废物存放在安全可靠的储存设施中，并对废物进行最终处置，确保不会对环境和人类健康造成影响。
储存和处置
放射性废物的处理
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诊断和治疗
放射性同位素
放射性同位素衰变时会释放出射线，这些射线可以通过特定设备如γ相机和CT扫描仪等捕捉到，从而获得人体内部结构和功能的信息。
成像原理
放射性同位素成像在临床上有广泛应用，如肿瘤诊断、心血管疾病和神经系统疾病的诊断。其中，最常用的放射性同位素是99mTc和18F。
临床应用
医学影像学
1
放射性
2
3
放射性是指原子核自发放出粒子或电磁波的现象
放射性衰变是自发进行的，不受外界环境影响
放射性衰变规律符合指数衰变规律，即放射性活度随时间呈指数下降
02
放射性衰变
放射性衰变的规律
指数衰变规律
放射性衰变的强度随时间呈指数衰减。
半衰期
在放射性衰变过程中，原子核发生半数衰变所需要的时间。
活度与照射量
单位时间内发生衰变的原子核数与总原子核数的比值。
01
02
03
原子核内部结构
原子核是由质子和中子组成的，具有复杂的内部结构。
原子核衰变
原子核通过发射粒子或电磁辐射等方式从一种能量状态转变为另一种能量状态的过程。
放射性衰变的种类
α、β、γ、中子等不同形式的放射性衰变。
放射性衰变的过程
衰变常当再次吸收能量时，会引发能级翻转，产生电磁辐射信号，此信号可被检测并分析。
核磁共振的基本原理
医学诊断
核磁共振可检测人体内氢原子核分布和化学位移，从而反映器官组织的代谢状况，对脑、肝、肌肉等部位病变的诊断具有重要价值。
稀释和中和
将分类收集后的放射性废物存放在安全可靠的储存设施中，并对废物进行最终处置，确保不会对环境和人类健康造成影响。
储存和处置
放射性废物的处理
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诊断和治疗
放射性同位素
放射性同位素衰变时会释放出射线，这些射线可以通过特定设备如γ相机和CT扫描仪等捕捉到，从而获得人体内部结构和功能的信息。
成像原理
放射性同位素成像在临床上有广泛应用，如肿瘤诊断、心血管疾病和神经系统疾病的诊断。其中，最常用的放射性同位素是99mTc和18F。
临床应用
医学影像学
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放射性
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放射性是指原子核自发放出粒子或电磁波的现象
放射性衰变是自发进行的，不受外界环境影响
放射性衰变规律符合指数衰变规律，即放射性活度随时间呈指数下降
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放射性衰变
放射性衰变的规律
指数衰变规律
放射性衰变的强度随时间呈指数衰减。
半衰期
在放射性衰变过程中，原子核发生半数衰变所需要的时间。
活度与照射量
单位时间内发生衰变的原子核数与总原子核数的比值。
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原子核内部结构
原子核是由质子和中子组成的，具有复杂的内部结构。
原子核衰变
原子核通过发射粒子或电磁辐射等方式从一种能量状态转变为另一种能量状态的过程。
放射性衰变的种类
α、β、γ、中子等不同形式的放射性衰变。
放射性衰变的过程
衰变常当再次吸收能量时，会引发能级翻转，产生电磁辐射信号，此信号可被检测并分析。
核磁共振的基本原理
医学诊断
核磁共振可检测人体内氢原子核分布和化学位移，从而反映器官组织的代谢状况，对脑、肝、肌肉等部位病变的诊断具有重要价值。
章原子核和放射性
四.核力
万有引力 电磁力
核力
长程力 长程力
弱相互作用
弱相互作 用
短程力
强相互作 用
五.原子核的宇称 宇称(parity)是表征微观粒子运动状态的
物理量,是原子核的重要特征,核状态发生变 化,核的宇称才发生变化.
偶宇称 (r) (r) 奇宇称 (r) (r)
宇称的表示：(1/2)- ,0+
defect).自由核子结合成原子核时释放的能
量称为原子核的结合能(binding energy).任
意一个核素
A Z
X
的结合能E定义为：
E(ZAX) [ZM (11H) ( A Z )M (01n) M (ZAX)]c2
式中 M (11H) 、M (01n) 及 M (ZAX) 分别表示氢
三.原子核的自旋和磁矩
原子核的角动量称为核自旋(nuclear spin). 原子核角动量大小为：
PI I (I 1)
h 2
I为核自旋量子数,可取半整数或整数.
角动量在空间某一方向的投影是量子化的：
PIz mI
mI为核自旋磁量子数.对于确定的I 值,mI 可 取 I,I - 1,I - 2,…,- I + 1,- I,共2I + 1个值.
一.衰变
射线是高速运动的氦核,也称粒子.衰
变过程为：
A Z
X
AZ42Y
4 2
He
Q
X称母核, Y称子核, Q为衰变过程放出的能
量. 射线的用途：研究原子和原子核结构的工
具；确立原子核式模型, 发现质子和中子. 二. 衰变
放射性核素自发地放射出射线或俘获轨道
电子而变成另一个核素的现象称为衰变. 主要包括-衰变、 +衰变和电子俘获.
医学物理学课件原子核和放射性
核的稳定性与放射性衰变
核的稳定性取决于其质子数和中子数的 比例。如果比例不合适，核就会变得不
稳定，容易发生放射性衰变。
放射性衰变是一种自发的过程，其中一 个原子核会转变为另一个原子核，并释
放出射线或粒子。
放射性衰变包括α衰变、β衰变和γ衰变 等不同类型。α衰变释放出一个α粒子 （氦原子核），β衰变释放出一个β粒 子（电子或正电子），γ衰变则释放出
半衰期
放射性核素衰变到一半所需的时间，单位通常是秒或年。
放射性衰变的应用
核医学
利用放射性核素诊断疾病，如PET/CT、SPECT等 。
放射治疗
利用放射性核素发出的射线治疗肿瘤等疾病。
放射性示踪法
利用放射性核素作为示踪剂，研究物质的运动和 变化过程。
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CATALOGUE
射线与物质的相互作用
射线的种类和特点
放射性药物的开发与应用
随着放射性医学的发展，新型放射性药物的开发和应用将更加广泛，如 放射性核素标记的肿瘤诊断药物、放射性免疫药物等，将为临床提供更 加精准和有效的诊断和治疗手段。
放射性医学与其他学科的交叉融合
放射性医学将与生物学、化学、药学等多个学科进行交叉融合，开展基 础研究和应用研究，推动医学领域的创新和发展。
医学物理学课件 ：原子核和放射 性
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目录
• 原子核的基本性质 • 放射性衰变 • 射线与物质的相互作用 • 医学应用 • 未来展望
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CATALOGUE
原子核的基本性质
原子核的组成
原子核是由质子和中子组成的 。质子数和中子数之和等于原 子的原子序数。
不同元素的原子核具有不同的 质子数和中子数，因此具有不 同的核电荷数和核外电子数。