第12章放射性和核化学 12.1放射性衰变过程一自发核反应 12.2放射性衰变动力学 12.3核的稳定性和放射性衰变类型的预测 12.4质量亏损和核结合能 12.5核裂变与核聚变 12.6超重元素的合成
第12章 放射性和核化学 12.1 放射性衰变过程－自发核反应 12.2 放射性衰变动力学 12.3 核的稳定性和放射性衰变类型的预测 12.4 质量亏损和核结合能 12.5 核裂变与核聚变 12.6 超重元素的合成
第12章放射性和核化学 原子核通过自发衰变或人工轰击而进行的核反应与化 学反应有根本的不同： 第一，化学反应涉及核外电子的变化，但核反应的结 果是原子核发生了变化。 第二，化学反应不产生新的元素，但在核反应中，一 种元素嬗变为另一种元素。 第三，化学反应中各同位素的反应是相似的，而核反 应中各同位素的反应不同。 第四，化学反应与化学键有关，核反应与化学键无关。 第五，化学反应吸收和放出的能量大约为10~103 kJmol-1,而核反应的能量变化在108~10 kJmol-1。 最后，在化学反应中，反应前后物质的总质量不变， 但在核反应中会发生质量亏损
第12章 放射性和核化学 原子核通过自发衰变或人工轰击而进行的核反应与化 学反应有根本的不同： 第一，化学反应涉及核外电子的变化，但核反应的结 果是原子核发生了变化。 第二，化学反应不产生新的元素，但在核反应中，一 种元素嬗变为另一种元素。 第三，化学反应中各同位素的反应是相似的，而核反 应中各同位素的反应不同。 第四，化学反应与化学键有关，核反应与化学键无关。 第五，化学反应吸收和放出的能量大约为10～103 kJ·mol－1 ，而核反应的能量变化在108～109kJ·mol－1 。 最后，在化学反应中，反应前后物质的总质量不变， 但在核反应中会发生质量亏损
12.1放射性衰变过程一自发核反应 12.1.1基本粒子简介 基本粒子是泛指比原子核小的物质单元，包括电子、 中子、质子、光子以及在宇宙射线和高能原子核实验中 所发现的一系列粒子。 已经发现的基本粒子有30余种，连同它们的共振态 (基本粒子相互碰撞时，会在短时间内形成由二个、三个 粒子结合在一起的粒子)共有300余种。 许多基本粒子都有对应的反粒子
12.1 放射性衰变过程－自发核反应 12.1.1 基本粒子简介 基本粒子是泛指比原子核小的物质单元，包括电子、 中子、质子、光子以及在宇宙射线和高能原子核实验中 所发现的一系列粒子。 已经发现的基本粒子有30余种，连同它们的共振态 (基本粒子相互碰撞时，会在短时间内形成由二个、三个 粒子结合在一起的粒子)共有300余种。 许多基本粒子都有对应的反粒子
每一种基本粒子都有确定的质量、电荷、自旋和平均 寿命，它们多数是不稳定的，在经历一定的平均寿命后转 化为别种基本粒子。 根据基本粒子的静止质量大小及其他性质差异可将基 本粒子分为四类：光子、轻子、介子和重子（包括核子，超 子)。 一些重要的基本粒子的性质已经确定并列成了表，认 识这些基本粒子的特性对了解放射性衰变具有重要意义。 物质是无限可分的，基本粒子的概念将随着人们对物 质结构认识的进展而不断发展。 事实上，“基本粒子”也有其内部结构，因而不能认 为“基本粒子”就是物质最后的最简单且基本的组成单元， 而且，也并非所有的基本粒子都存在于原子核中，一些基 本粒子，如正电子、介子、中微子等都是核子（质子和中子 的总称)——核子以及质——能相互作用的副产物
每一种基本粒子都有确定的质量、电荷、自旋和平均 寿命，它们多数是不稳定的，在经历一定的平均寿命后转 化为别种基本粒子。 根据基本粒子的静止质量大小及其他性质差异可将基 本粒子分为四类：光子、轻子、介子和重子(包括核子，超 子)。 一些重要的基本粒子的性质已经确定并列成了表，认 识这些基本粒子的特性对了解放射性衰变具有重要意义。 物质是无限可分的，基本粒子的概念将随着人们对物 质结构认识的进展而不断发展。 事实上， “基本粒子”也有其内部结构，因而不能认 为“基本粒子”就是物质最后的最简单且基本的组成单元， 而且，也并非所有的基本粒子都存在于原子核中，一些基 本粒子，如正电子、介子、中微子等都是核子(质子和中子 的总称)——核子以及质——能相互作用的副产物
一些重要的基本粒子的特征 电荷 质量 自 分类 粒子 符号 (以电子电 (以电子质 旋 衰变 平均寿命 荷为单位) 量作单位) 光子 光子 0 0 稳定 中微子 0 0.005 1/2 稳定 电子 e,B -1 1.000 1/2 稳定(>5×1021年) 轻子 正电子 e*,B* +1 1.000 1/2 稳定(>5X1021年) μ子 ±1 206 1/2 e+2v 5×10-6s 元 元 ±1 273 0 u+v 25ns 介子 π π 0 263 0 5X1014s 质子 p*,H +1 1836 1/2 稳定(>5×1030年) 反质子 -1 1836 1/2 稳定(>5×1030年) 重子 中子 0 1840 1/2 p++e+v 918s 超子 Λ生 +1 n+π 0.1ns