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讲座二、核子及核不稳定性
核子用下列术语定义
Z为原子序数,质子数:定义了元素
A为质量数 A=N +Z
N 为中子数 N=A-Z
核素(Nuclide ):给定了A值和Z值的一种核子;
同位素(Isotope ):具有不同N值,相同的Z值的核素
同中子异荷素(Isotone ):有相同N值的核素
同量异位素(Isobar ):有相同A值的核素
【记住这些名词的简易方法是:注意isotope包含字母P (相同的质子数
Proton), isotone 包含字母“n” (相同的中子数neutron), isobar包含字母A
(相同的A )】
例如:
是 的同位素
是 的同中子异荷素
是 的同量异位素
核素图
图片缺失
90种天然元素
总共109种元素
Z42 的所有元素是人造的
除了Tc Z=43
P Z =61
m
已知800多种(274种是稳定的)
”稳定“意味着没有外界能量的介入,不能变化为另一种
结构
”不稳定“ =具有放射性
图片缺失
核结构:核子中的作用力
库仑力
两个距离为r 的点电荷q之间的作用力,(库仑定律)
9 2 −2
k =8.98755×10 Nm C (波尔兹曼常数)
0
一个粒子相对于另一个粒子的势能(MeV)
强的核力
短距离内发生作用
-15
~10 m
能克服库仑排斥力
作用于质子和中子
图片缺失
核力概述
为了变得更加稳定,核子释放能量(即辐射)
核不稳定性可追溯到库仑力和强核力的相互作用
库仑 强核力
斥力 引力
+ +
p -p + + +
p -p , n-n, p -n
不饱和 短距离,衰减很快
弱作用 很强(几十MeV)
(例如. 从e- 到核子,~几
eV -0.1MeV)
原子大部分空间是空的 核子密度很大
由于库仑力与核力之间的平衡,核子呈现出恒定的密度和半径
质能方程
原子质量单位(amu, 或AMU)
定义:原子量是以一个12C 原子正好为12个原子质量单位的尺度来测定的.
6
任何含有N (N =Avogadro常数)个原子的元素的克原子重量
0 0
23
12克碳=6.02 ×10 碳原子
2
使用Einstein质能等效公式:E=m c ,
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