原子核与放射性医用物理.pptx

第第14章章 原子核与放射性原子核与放射性14-1 原子核的性质原子核的性质14-2 放射性衰变放射性衰变14-3 核衰变的规律核衰变的规律14-4 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用14-5 射线的剂量与防护射线的剂量与防护14-1 原子核的性质原子核的性质2 2质子和中子统称质子和中子统称核子核子质量数质量数质子数质子数中子数中子数原子核的表示：原子核的表示：质量数质量数质子数质子数元素符号元素符号一、原子核的结构一、原子核的结构14-1 原子核的性质原子核的性质3 314-1 原子核的性质原子核的性质4 41、核素：、核素：质子数、中子数、能量状态都相同的一类原子质子数、中子数、能量状态都相同的一类原子质量数质量数质子数质子数中子数中子数原子核的表示：原子核的表示：质量数质量数质子数质子数元素符号元素符号2、同位素：、同位素：质子数相同，质量数不同的核素质子数相同，质量数不同的核素3、同量异位素：、同量异位素：质子数不同，质量数相同的核素质子数不同，质量数相同的核素4、同质异能素：、同质异能素：质子数、中子数相同，能量状态不同的核素质子数、中子数相同，能量状态不同的核素原子核半径：原子核半径：原子核密度：原子核密度：14-1 原子核的性质原子核的性质5 5质能关系：质能关系：质量亏损：质量亏损：核子结合成原子核后的质量损失核子结合成原子核后的质量损失二、原子核的稳定性二、原子核的稳定性结合能：结合能：核子结合成原子核向外释放的能量核子结合成原子核向外释放的能量质子质量质子质量中子质量中子质量原子核质量原子核质量平均结合能平均结合能14-1 原子核的性质原子核的性质6 614-1 原子核的性质原子核的性质7 7例：例：求：质量亏损和结合能求：质量亏损和结合能解：解：14-2 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变8 8能级：能级：不连续的能量状态不连续的能量状态基态基态激发态激发态跃迁跃迁辐射：辐射：能量以波或粒子的形式向外直线放射能量以波或粒子的形式向外直线放射（电离辐射、非电离辐射）（电离辐射、非电离辐射）射线：射线：高速运动的氦原子核高速运动的氦原子核射线：射线：高速运动的正负电子流高速运动的正负电子流射线：射线：波长小于波长小于0.01的电磁波的电磁波中微子：中微子：一种质量轻、不带电、速度接近光速的粒子一种质量轻、不带电、速度接近光速的粒子反粒子、稳定性核素、放射性核素、放射性衰变反粒子、稳定性核素、放射性核素、放射性衰变14-2 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变9 9一、一、衰变衰变母核母核子核子核衰变能衰变能如：如：14-2 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变1010二、二、衰变衰变如：如：如：如：如：如：14-2 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变1111三、三、衰变衰变如：如：内转换：内转换：激发态原子核向低能级跃迁时，将能量传激发态原子核向低能级跃迁时，将能量传给核外电子，使其成为自由电子给核外电子，使其成为自由电子14-3 核衰变的规律核衰变的规律1212当前原子核数量当前原子核数量衰变常数衰变常数如果一种核素同时进行多种类型的衰变：如果一种核素同时进行多种类型的衰变：14-3 核衰变的规律核衰变的规律1313一、半衰期一、半衰期核素数量衰减一半所用时间核素数量衰减一半所用时间物理半衰期物理半衰期物理衰变常数物理衰变常数生物半衰期生物半衰期生物衰变常数生物衰变常数有效半衰期有效半衰期有效衰变常数有效衰变常数14-3 核衰变的规律核衰变的规律1414二、平均寿命二、平均寿命一类核素寿命的平均值一类核素寿命的平均值平均寿命平均寿命:14-3 核衰变的规律核衰变的规律1515三、放射性活度三、放射性活度单位时间衰变的原子核数目单位时间衰变的原子核数目t时刻原子核数目时刻原子核数目t=0时刻原子核数目时刻原子核数目t=0时刻放射性活度时刻放射性活度当前原子核数目当前原子核数目14-3 核衰变的规律核衰变的规律1616例：例：解：解：14-3 核衰变的规律核衰变的规律1717例：一放射性物质含有两种核素，一种半衰期为例：一放射性物质含有两种核素，一种半衰期为1天，另一种半衰期为天，另一种半衰期为8天，天，开始时短寿命的放射性活度为长寿命的开始时短寿命的放射性活度为长寿命的128倍。倍。求：经过多长时间两者放射性活度相等求：经过多长时间两者放射性活度相等解：解：14-3 核衰变的规律核衰变的规律1818例：将少量含有放射性钠的溶液注入病人血管，当时全身每分钟的核衰变例：将少量含有放射性钠的溶液注入病人血管，当时全身每分钟的核衰变个数为个数为12000，30h后抽出后抽出1mL血液，测得每分钟核衰变个数为血液，测得每分钟核衰变个数为0.5。（钠的半衰期是（钠的半衰期是15h）求：病人全身的血量求：病人全身的血量解：解：14-4 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用1919一、带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用1、电离；、电离；2、散射；、散射；3、激发；、激发；4、吸收、吸收二、光子与物质的相互作用二、光子与物质的相互作用1、光电效应；、光电效应；2、康普顿效应；、康普顿效应；3、电子对生成、电子对生成14-4 射线的剂量与防护射线的剂量与防护2020照射量：照射量：吸收剂量：吸收剂量：单位质量物质吸收电离辐射的平均能量单位质量物质吸收电离辐射的平均能量外照射防护，内照射防护外照射防护，内照射防护