1、原子核的电荷由质子数Z决定，它决定了原子在周期表中的位置与次序，因此Z又称为原子序数。,第17章 原子核物理简介,原子核的质量等于质子的质量加中子的质量。由于核外电子的质量极小，原子核的质量与原子的质量相差极小。,fm: 飞米,实验发现原子核的电荷分布大多应为旋转椭球体，而核物质分布与电荷分布类似。一般椭球的长轴与短轴之比不超过5/4，与球体偏离不大，所以可把这些原子近似地看作球体。但有些原子核本身就是球体，如 。,例题1. 计算原子核物质密度。,解:,原子核的自旋角动量的z分量：,核磁矩：,核磁矩在 Z 轴的投影：,可见：原子核的自旋对原子能级的影响较小，但是，根据原子光谱的超精细结构，是可
2、以分析测定核自旋的。,质子和中子组成核的过程中必有能量 E 释放出来。反之，要使原子核再分解为单个的质子和中子就必须吸收 E 的能量。,每个核子的平均结合能，称为比结合能：,比结合能越大，原子核越稳定。,最轻核和最重核的比结合能较小；大多数中等质量核的比结合能较大，且近似相等(都在8.6 MeV左右)。这说明中等质量的核最稳定。,获得原子能的方法是：使重核裂变或轻核聚变，从而释放出原子核的结合能。,2。核壳层模型，可以得到核能级规律。,N0为 t = 0 时刻原子核的数目。,放射性物质在单位时间内衰变的原子核数定义为该物质的放射性强度或放射性活度：,例2. 放射性元素镭 的半衰期是1600年，
3、（1）它的衰变常数是多少？ （2）若 t = 0 时样品中含有10克纯镭，试确定400年后其放射性活度。,17-3 核反应与核能利用,例3. 有核反应： 入射 粒子的反应截面为0.7b，靶为2.5m厚的Ni箔，Ni的密度是8.8g/cm3， 的天然丰度为26.2%，入射束电流为8 A。求反应速率。,在粒子束的截面S内 的核数目：,反应速率：,核反应：,动量守恒：,只有这部分损失的动能可以被用于吸能反应:,如果采用相同质量的两个粒子，以相同速率对撞，合速度为零，碰撞前的动能全部损失，即这部分动能全部可用于核反应。,是人工放射性同位素：,例4. 古生物中1g碳现在的活度为2.810-12 Ci，求
4、其死亡时间。,活度：,如果在受控条件下，每次裂变平均只有一个中子引起新的裂变，维持稳定的链式反应，这就是核反应堆中的情况。如核电站应用。,铀核裂变时放出巨大的能量，同时能放出多余两个中子，若分裂时放出的中子全部被别的铀核吸收，又引起新的裂变，这样，裂变的数目将按指数规律增大，结果形成一发散的链式反应，这就是原子弹中发生的情况。,铀核裂变释放的是快中子，通常采用减速剂使其转变为慢中子。,两个原子核互相接近产生聚变反应时，由于原子核间存在很大的库仑斥力，原子核碰撞动能必须克服两原子核间的电势能。聚变反应都需要超高温条件，称为热核反应。,目前实验室研究的核聚变反应 ：,EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak，“实验先进超导托卡马克”),
