原子核物理知识补充讲课.ppt

2） 中子核反应 例如( n,p)反应 n + 14N → 14C + p 第一步 核反应产生质子 第二步 质子对物质产生 电离作用 当WK/c2MX-MYWL/c2时， K俘获不能发生，而发生L 俘获； 2mec2 Wi ， ? +衰变的原子核，总可以发生电子俘获；但发生电子俘获的原子核不一定发生? +； 轨道电子俘获将伴随X射线或Auger电子产生； K壳层靠近原子核，所以K俘获几率最大； K俘获与Z3成正比， Z越大，K俘获越容易发生。轻核K俘获几率很小，中等核EC俘获和? +衰变同时存在，重核EC俘获占优势 ? -衰变的费米理论 费米认为：正像光子是原子不同状态之间跃迁的产物，中微子是原子核中质子和中子之间转换产生的。 导致光子产生的是电磁相互作用，而导致中微子产生的是弱相互作用。 中微子被质子的俘获截面：?（1.10?0.26)?10-43cm2 γ 辐射 一般性质 当原子核发生?衰变和?衰变时，衰变后的子核往往处于激发态，?衰变就是退激发跃迁过程所导致的能量释放。 一般而言，核的衰变数不等于所释放出的射线数。 γ 辐射 ?发射：退激发跃迁的能量以?光子的形式释放。 内转换电子：退激发跃迁的能量释放直接转换为原子核外电子的动能，从而导致内壳层电子的发射。 能量守恒： 内转换系数： 发射内转换电子时，原子核的自旋和宇称的变化为0+。 ? 射线与物质相互作用 电离和激发 辐射 轫致辐射：库仑场对电子（正电子）加速（或减速）导致的电磁波辐射 切伦科夫辐射：vc/n 人工辐射源：由于人类活动增加的辐射源，造成对人的照射 和对环境的影响 医疗照射：人们为了医学诊断和治疗而接受的辐射照射 （受照人员包括患者或受检者、陪护家属或亲友、 生物医学研究的志愿人员） 注意 医疗照射是人工辐射中对人的照射剂量贡献最大的一项； 可以运用实践的正当性和辐射防护最优化原则对医疗照射进 行控制，但剂量限值不适用于医疗照射。 医疗人员在实施医疗照射时应以GB18871-2002提供的指导水 平为指南，在保证疹疗质量的前提下尽量减少剂量。 人工辐射源 （续） 核试验 核试验始于1945年，在冷战时期，特别是1954-1958和1961-1962年间核试验的次数较多，大规模的大气核试验到1980年基本停止，前两年印巴曾有核试验，但次数和规模都有限。地下核试验则延续到上世纪末。 大气核试验会向环境释放大量的放射性物质，弥散范围很大，但是其中很多放射性核素的半衰期很短，长期影响不大。地下核试验释放的放射性物质要少得多。 据UNSCEAR的统计（2000年）现在核试验遗留放射性物质造成的全球人均年剂量约为0.005 mSv。 人工辐射源 （续） 重大核事故 一般地说，尽管核事故会向环境释放较多的放射性物质，但是影响范围有限。只有极其严重的核事故才有可能影响广大地区。切尔诺贝利核电站事故是一次具有几乎全球放射性影响后果的核电站事故。 切尔诺贝利核电站事故释放的放射性物质主要散布在欧洲国家，其中尤以白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯为甚，此外，北半球的很多国家（包括我国）当时都可以测量到该事故释放的放射性物质，释放到南半球的放射性物质就很少了。 据UNSCEAR的统计（2000年）现在切尔诺贝利核电站事故遗留的全球人均年剂量大约为0.002 mSv。 （人均天然照射约为2~3 mSv ） 人工辐射源 （续） 核能生产 核能以清洁、安全著称，现在是以铀、钚为燃料的核裂变发电，不久可能实现核聚变发电，核燃料将不成问题。 据IAEA的统计，现在全世界有大约450座核电站在运行，总装机容量超过了350GW，提供全世界总用电量的大约17%。 核电站在正常运行情况下向环境释放的放射性物质很少，其中一些放射性核素的半衰期很短，对环境的影响很小。据UNSCEAR的统计（2000年），核能生产造成的全球人均年剂量大约为0.0002 mSv。 辐射源及其产生的人均剂量（UNSCEAR2000年报告） 2.8 合计 ? 0.4 0.5 0.3 1.2 ? 0.4 0.005 0.002 0.0002 天然辐射源 宇宙辐射 陆生辐射 体内源（主要是K-40） 氡及其子体 人工辐射源 医疗照射 大气核试验 切尔诺贝利 核能 剂量，mSv 辐射源