同位素導論第講原子核介紹

同位素導論第講原子核介紹第一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五《原子核物理學》《輻射探測與測量》課程簡介第二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五ProcessesandisotopesfocusedSedimentaryrate(210Pbex,137Cs,230Thex,231Paex)Watermassesandmixing(2H,18O,226Ra,228Ra,224Ra)Isotopicpaleoceanography(13C,15N,230Th/231Pa)Biogeochemicalcyclesofcarbon,nitrogenandphosphorus(13C,15N,32P,59Fe,234Th,210Po,210Pb)Aerosolstransport(7Be,32P,210Po,210Pb)Environmentalradioactivity(U,Th,Ra,137Cs,90Sr,110mAg)30余種放射/穩(wěn)定同位素第三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五九龍江臺灣海峽渤、黃、東海南海、南沙太平洋印度洋大西洋南、北極

采樣足跡遍布全球各大洋第四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五當前主要研究領(lǐng)域第五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五ResearchScopeMarineprocessesNuclearpropertiesHalf-liveisotopiccompositionradioactivityTransportpathwaysofelementsMechanismofmarineprocessesRatesofmarineprocessesIsotopicOceanographyisotopes以同位素為手段，示蹤海洋學過程第六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五《原子核物理學》《輻射探測與測量》課程簡介第七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五同位素基本概念放射性核素衰變動力學同位素測量原理（測量儀器及方法）放射性測量誤差計算課程主要內(nèi)容第八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五授課方式：課堂講授與專題報告成績構(gòu)成:

平時成績20%

期末考試或?qū)W期論文80%授課方式與成績考核第九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子核介紹廈門大學海洋與地球?qū)W院邢娜同位素導論第1講第十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)：原子結(jié)構(gòu)、原子核結(jié)構(gòu)等二、核素三、原子核的結(jié)合能四、原子核的液滴模型第十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)---原子結(jié)構(gòu)元素種類——

目前已發(fā)現(xiàn)的元素高達100多種，其中自然界中存在92種原子構(gòu)成某一元素的最基本的單位叫做該元素的原子直徑：10-8cm左右質(zhì)量：微小，最輕的元素氫1H的質(zhì)量為1.673×10-24克，一個鈾原子238U的質(zhì)量為3.951×10-22克。I.原子結(jié)構(gòu)第十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)——

原子是由更微小的粒子組成的，這些粒子稱為基本粒子，它們是質(zhì)子(P)、中子（n）和電子（e）等。一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)---原子結(jié)構(gòu)第十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子結(jié)構(gòu)——

基本粒子質(zhì)量：微小質(zhì)子的質(zhì)量為1.6725×10-24克；中子的質(zhì)量為1.6747×10-24克；電子的質(zhì)量為9.1089×10-28克?；玖Ｗ訋щ姡嘿|(zhì)子帶有１個單位的正電荷，電子帶有１個單位的負電荷，而中子不帶電荷e為電子的電荷量1e=(1.602189±0.0000046)×10-19庫侖核外電子總帶電量為Ze一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)---原子結(jié)構(gòu)第十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子直徑——10-8cm左右，而原子核的直徑在10-13~10-12cm之間，一張紙的厚度相當于10000個原子的厚度原子核和它的繞行電子之間，有很大一部分空間是空虛的，而核僅占有整個原子的極小的一部分空間電子軌道——原子核周圍的電子都有一定的軌道，這些軌道分成好幾層，每一層中都有幾個軌道，每個軌道上最多只能有一個電子。最靠近核的是K殼層，往外依次是L、M、N、O、P等殼層。越往外面，每個殼層可以容納的電子就越多。一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)---原子結(jié)構(gòu)第十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五電子軌道——殼層里可以容納的最大電子數(shù)目可用2n2來表示，但是，原子核外最外面的殼層卻最多只能容納8個電子在某一軌道上的電子具有一定的能量。K殼層軌道上的電子能量最低，越往外層軌道上的電子能量越高。鋅（Zn）原子的結(jié)構(gòu)一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)---原子結(jié)構(gòu)第十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五能量改變——激發(fā)——電子可以吸收外來的能量而從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，這種現(xiàn)象叫做激發(fā)。電離——如果外來的能量較大，使得軌道上的電子脫離原子核的吸引力而自由運動，則叫做電離。特征X射線——當電子從能量較高的外層軌道躍遷到能量較低的內(nèi)層軌道時，電子將多余的能量以X射線（光子）的形式發(fā)射出來。一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)---原子結(jié)構(gòu)第十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子核的結(jié)構(gòu)第十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子核中子質(zhì)子電子(電子云)+++1.原子核的組成核子第十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.原子核的性質(zhì)原子核直徑——原子核的直徑在10-13~10-12cm之間，將原子放大成直徑上百米的足球場，在其中央有一顆稱為原子核的小米粒，其直徑不到原子直徑的萬分之一。原子核結(jié)構(gòu)——內(nèi)含有更小的粒子—質(zhì)子和中子，統(tǒng)稱為核子。除了最簡單的氫原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子之外，其余元素的原子核都由多個質(zhì)子和中子組成的。元素的原子序數(shù)——科學家將元素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)定義為原子序數(shù)，符號Z（也稱為原子核的電荷數(shù)）。核外電子的數(shù)量同質(zhì)子一樣多，且圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。代表元素在周期系中的位置，而且代表原子的某種特征，是原子的基本參數(shù)：原子序數(shù)（Z）＝質(zhì)子數(shù)第二十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子核的電荷——中子顧名思義是中性的，它不帶電荷，而質(zhì)子是帶正電荷的粒子，電子是帶負電荷的粒子。一個質(zhì)子和一個電子的電量相同，電性相反。原子核的電荷為+Ze，e為電子的電荷量1e=(1.602189±0.0000046)×10-19庫侖3.原子核的電荷第二十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五核電荷數(shù)的測定方法——特征X射線、盧瑟福散射方法特征X射線法是一種間接測定核電荷數(shù)的方法，特征X射線的頻率和核電荷數(shù)存在一定的定量關(guān)系。1913年英國物理學家莫斯萊（Moseley)總結(jié)的公式（莫斯萊定律）為盧瑟福散射是測定核電荷數(shù)的直接方法。電荷數(shù)不同的原子核其原子性質(zhì)的差異很大。Z從1—94的元素是天然存在的，95—109的元素是人工方法得到。3.原子核的電荷亨利·莫斯萊1913年，采用亨利·布拉格的X光射線光譜拍攝了一系列元素的標識譜線（特征譜線），發(fā)現(xiàn)其規(guī)律性與玻爾理論預期一致。他用實驗證明了元素的主要特性由其原子序數(shù)決定，而不是由原子量決定第二十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五4.原子核的半徑原子半徑——由核中心至密度降為ρ0

的0.5倍的距離原子半徑的計算——原子核近似看作球體，半徑R為：

r0是常數(shù)，A為質(zhì)量數(shù)。原子核半徑的數(shù)量級——各種元素皆為10-15—10-14m(實驗測得)。原子核的質(zhì)量密度分布第二十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五

設(shè)原子核的體積為V，質(zhì)量為mN，原子核內(nèi)物質(zhì)的平均密度為

A/mN=NA（阿伏加德羅常數(shù)），ρ≈1014g·cm-3

原子核內(nèi)核物質(zhì)的平均密度是非常高的。4.原子核的半徑第二十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五1.核力的作用半徑核力——原子核的半徑很小，核內(nèi)質(zhì)子間有很強的靜電斥力，然而核很穩(wěn)定（例如鈾-238，有92個質(zhì)子和146個中子，彼此居然能擠成一團，在核內(nèi)排列得如此緊密，造成極大的核密度）。表明核子間存在一種比靜電斥力更強的相互作用力（相當于最小結(jié)合能約2.2兆電子伏），將核子束縛在一起，保持核的動力學平衡。這種與核子電荷無關(guān)的特殊力稱為核力（核力）4.原子核的半徑第二十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五核力作用半徑公式——在核力范圍內(nèi)，有中子散射、質(zhì)子散射、或其它α粒子等實驗。研究粒子被原子核散射的情況，可擬合原子核的半徑經(jīng)驗公式。測量核力作用范圍得到的r0≈(1.4-1.5)×10-15m=(1.4-1.5)費米（Fm）；4.原子核的半徑第二十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.關(guān)于原子核庫侖能的方法由原子核結(jié)合能中質(zhì)子的庫侖能計算原子核的大小，r0≈1.28×10-15m3.電荷分布半徑高能電子在原子核上的散射，散射電子的角分布于核內(nèi)電荷分布有關(guān)，推知電荷密度分布范圍，擬合電荷分布半徑公式r0≈(1.1-1.3)×10-15m4.原子核的半徑第二十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子的質(zhì)量第二十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五1.原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位u——一個碳-12原子質(zhì)量的1/12作為原子質(zhì)量單位，又稱碳單位第二十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.原子的質(zhì)量原子質(zhì)量——等于原子核的質(zhì)量加上核外全部電子的質(zhì)量，再減去與電子在原子中的結(jié)合能相當?shù)馁|(zhì)量。電子的質(zhì)量——很小，約為5.4858×10-4u，分別為質(zhì)子和中子質(zhì)量的1/1839和1/1837倍。質(zhì)子和中子的質(zhì)量（通稱為核子）——二者重量和占整個原子質(zhì)量的99.94%以上。質(zhì)子和中子的質(zhì)量很相近，都近似等于1個原子質(zhì)量單位（u）。第三十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子核的質(zhì)量式中，m，mN和me分別表示原子、原子核和電子的質(zhì)量；

c為光速，為第n個電子的結(jié)合能。2.原子的質(zhì)量第三十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五忽略電子的結(jié)合能，原子核的質(zhì)量近似原子核的質(zhì)量數(shù)Ａ等于組成核的質(zhì)子和中子的總的質(zhì)量數(shù)，即核子數(shù)。電荷數(shù)為Ｚ、質(zhì)量數(shù)為Ａ的原子核，記為(X

代表某元素)。2.原子的質(zhì)量第三十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五小結(jié)：原子特點原子的大部分質(zhì)量集中于原子核內(nèi)核的體積很小，約占整個原子體積的10-15大小，原子內(nèi)原子核外有較大的空間原子核的密度非常大，約為金屬鈾的密度（19.07g/cm3)的5萬億倍。原子是中性的，原子核的電量等于核外電子的總電量，并且二者的電性符號相反。第三十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五二、核素第三十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五1.元素元素——原子核里質(zhì)子數(shù)（即核電荷數(shù)）相同的一類原子的總稱本質(zhì)：以核電荷數(shù)為標準，對原子進行分類，即原子的核電荷是決定元素內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)鍵第三十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.核素和核素圖核素—具有相同質(zhì)子數(shù)Z、中子數(shù)N的一類原子(或原子核)，符號核素圖—橫向代表元素即Z值，縱向表示同中子數(shù)的系列核素?！昂怂貓D”由一系列子圖組成。

第三十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.核素和核素圖第三十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.核素和核素圖第三十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五（1）元素的同位素任何元素的原子，原子核里的質(zhì)子數(shù)是一定的，但可能含有不同的中子數(shù)，具有不同中子數(shù)的相同元素稱為同位素。如一個氫原子可能含0、1、2個中子。分別稱為氕、氘、氚。同位素在元素周期表中占據(jù)同一個位置，原子量是不同的，元素周期表的排列是根據(jù)原子序數(shù)而不是原子量。3.幾個重要概念第三十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五3.幾個重要概念同位素原子核穩(wěn)定性來源衰變系情況穩(wěn)定同位素放射性同位素天然放射性同位素(宇生/原生)人工放射性同位素散在衰變系列同位素的分類第四十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五3.幾個重要概念三大天然衰變系第四十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五同位素性質(zhì)：用化學方法無法區(qū)分，但其核特性完全不同，物理性質(zhì)差別較大（特別是輕同位素）天然存在的同位素大多是以同位素混合物狀態(tài)出現(xiàn)，比如，目前在核能利用中最重要的元素是鈾（Ｕ），天然鈾是三種鈾同位素的混合物，這三種鈾的天然同位素是234U、235U和238U3.幾個重要概念第四十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五(2)同位素的天然豐度自然界中有許多元素含有多種核素，如16O、17O、18O；40Ca、42Ca、43Ca、44Ca、46Ca、48Ca等相對豐度：一種核素在它所屬的天然元素中所占的原子百分數(shù)

234U、235U和238U在天然鈾中的含量百分比分別為0.006、0.712和99.282絕對豐度：某一同位素在所有各種穩(wěn)定同位素總量中的相對份額，常以該同位素與1H或28Si的比值表示。3.幾個重要概念第四十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五(3)同中子數(shù)中子數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)不同的核素，如和(4)同量異位素原子核的質(zhì)量數(shù)相同，而電荷數(shù)不同的核素：如和3.幾個重要概念第四十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五(5)同質(zhì)異能素：原子核可以處于不同的能級狀態(tài)，能量最低的狀態(tài)稱為原子核的基態(tài)，能量較高的狀態(tài)稱為原子核的激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的核，壽命一般很短。某些狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)的壽命比較長，稱之為亞穩(wěn)態(tài)。即：原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均相同，而能量狀態(tài)不同的核素表示方法：在質(zhì)量數(shù)后面加一個m，表示核處在能量較高的狀態(tài)：99mMo和99Mo、85mKr和85Kr3.幾個重要概念第四十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五三、原子核的結(jié)合能第四十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五1.能量單位電子伏特eV：一個電子在真空中通過電位差為1V（伏特）的電場所獲得的能量。

1eV=1.6022×10-19C×1V(焦耳)1keV=103eV1MeV=103keV=106eV1GeV=103MeV=109eV第四十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五2.質(zhì)量與能量的相互關(guān)系質(zhì)量、能量——質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律。在很長的時間里，人們都沒有把物質(zhì)的質(zhì)量與能量兩個概念聯(lián)系在一起。后來，愛因斯坦提出了一個全新的觀點：質(zhì)量，只是物質(zhì)存在的形式之一；物質(zhì)存在的另一種形式就是能量。能量和質(zhì)量都是物質(zhì)的一種屬性。能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律獲得了新的意義。第四十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五著名的愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式(質(zhì)能方程)：

E是能量，m是動質(zhì)量，c是真空中光速。在物質(zhì)的質(zhì)量和能量之間，存在著嚴格的正比關(guān)系。運動物體質(zhì)量的大小是隨其運動速度變化的：m0：物體靜止時具有的質(zhì)量；v：物體的運動速度；2.質(zhì)量與能量的相互關(guān)系第四十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五靜質(zhì)量能：物體靜止時具有的能量，由物體的內(nèi)部運動決定，即任何一定質(zhì)量的物體都具有相應的能量，運動速度為零，總能量也不為零。根據(jù)質(zhì)能關(guān)系式，1g物質(zhì)的靜質(zhì)量能：E=0.0010kg×(2.9979×108m·s-1)2=8.8974J任何一克質(zhì)量的物體都有相當于2500萬千瓦小時的電能。1u物質(zhì)相應的靜質(zhì)量能:2.質(zhì)量與能量的相互關(guān)系第五十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五粒子名稱符號靜質(zhì)量(u)靜質(zhì)量能（MeV)電子e0.00054880.5110質(zhì)子p1.0072756938.2797中子m1.0086650939.5731幾種粒子的靜質(zhì)量和靜質(zhì)量能2.質(zhì)量與能量的相互關(guān)系第五十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五光子沒有靜止質(zhì)量，沒有靜止質(zhì)量能，但是有動質(zhì)量：2.質(zhì)量與能量的相互關(guān)系第五十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五現(xiàn)在科學還無法將任何物質(zhì)的全部質(zhì)量變成能量來得于利用，否則人類的能量將用之不完?，F(xiàn)在利用的核能正是來自質(zhì)量到能量的轉(zhuǎn)換，雖然只是某些物質(zhì)的一點點質(zhì)量轉(zhuǎn)換，已經(jīng)讓人類受益匪淺。2.質(zhì)量與能量的相互關(guān)系第五十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五3.質(zhì)量虧損質(zhì)量數(shù)為A，電荷數(shù)為Z的原子核，含有Z個質(zhì)子和A-Z個中子，其質(zhì)量應為

mp為質(zhì)子質(zhì)量，mn為中子質(zhì)量。質(zhì)量虧損——組成原子核的Z個質(zhì)子和A-Z個中子的質(zhì)量和實驗測定的原子核的質(zhì)量m之差，其差額第五十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五4.結(jié)合能結(jié)合能——與質(zhì)量虧損相對應的能量改變?yōu)榻Y(jié)合能與原子核穩(wěn)定性的關(guān)系——由質(zhì)子和中子形成某種原子核時所放出的能量，稱為結(jié)合能，相反，如果要使原子核分裂為單個的質(zhì)子和中子時，外界就必須供給與結(jié)合能等值的能量或作同樣多的功。因此，原子核是穩(wěn)定的，結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定。結(jié)合能的大小反映了核的穩(wěn)定程度。第五十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五結(jié)合能的物理意義——任何兩互相吸引的物體，當它們的相對位置靠近時，總是要放出能量，核子之間的作用力時一種短程力，其作用范圍約為2×10-15m。當兩核子之間的距離達到這個數(shù)值時，就發(fā)生強吸引，并放出很大的能量。實驗證明——能量為0.025eV的中子數(shù)被H2O分子中的1H原子吸收時，生成2H，并放出2.224MeV的能量。與計算得到的2H核的結(jié)合能相等。反之，若用能量為2.224MeV的光子照射2H核，它就可能被拆開，生成一個質(zhì)子和中子。4.結(jié)合能第五十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五5.平均結(jié)合能核的總結(jié)合能——由核子結(jié)合成原子核時放出的能量。核子數(shù)越多，原子核越大，總結(jié)合能也越大。平均結(jié)合能定義——

原子核的結(jié)合能除以質(zhì)量數(shù)A所得的商，即物理意義——

原子核拆散成核子時，外界對每個核子所做功的最小平均值，或核子結(jié)合成原子核時，平均一個核子所釋放的能量。原子核的平均結(jié)合能越高說明核子在核內(nèi)結(jié)合得越緊。第五十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五例如氦原子核是由2個質(zhì)子和2個中子組成，它的質(zhì)量虧損如圖。按照愛因斯坦的質(zhì)能公式計算，氦核放出的結(jié)合能：氦核的質(zhì)量虧損5.平均結(jié)合能第五十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五4He的平均結(jié)合能是28.30/4=7.085兆電子伏，2H核的平均結(jié)合能為2.224/2=1.112MeV。2H核中只有一個p-n作用，在4He核中有一對p-p、一對n-n和四對p-n作用，每一個核子均與其他核子作用pnpnpn5.平均結(jié)合能第五十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五核的比結(jié)合能曲線5.平均結(jié)合能第六十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五5.平均結(jié)合能第六十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五

平均結(jié)合能曲線：輕核區(qū)平均結(jié)合能數(shù)值有周期性的變化，核的平均結(jié)合能極大；等核的平均結(jié)合能極小。平均結(jié)合能極大的核素，其質(zhì)量數(shù)A為4的整數(shù)倍，Z=N，均為偶數(shù)。質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)的核稱為偶—偶核。平均結(jié)合能為極小的核素，Z=N，奇數(shù)，奇—奇核。輕核區(qū)，若將平均結(jié)合能小的核聚變成平均結(jié)合能大的核，會釋放出很大的能量。5.平均結(jié)合能第六十二頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五質(zhì)量數(shù)A=40~120的中等核的平均結(jié)合能量高，而且?guī)缀踅咏粋€常數(shù)(ε≈8.6MeV)重核的平均結(jié)合能比中等核低，重核裂變時釋放出很大的能量。

5.平均結(jié)合能第六十三頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五要利用核子的結(jié)合能（即核能），有兩種途徑。一是將某個重核分裂，變成中等質(zhì)量核，中等質(zhì)量核的結(jié)合能要比重核大，因此這個重核的每個核子就要繼續(xù)發(fā)生質(zhì)量虧損而放出能量，即核裂變法。另一種方法是使幾個輕核相互結(jié)合起來變成中等質(zhì)量核，同樣該過程中的核子將繼續(xù)發(fā)生一部分質(zhì)量虧損，變成能量放出，即核聚合法。核能就有兩種可能的方式：一種利用重核分裂成中等質(zhì)量核過程中釋放出的核能，即裂變能；而另一種利用輕核聚合成中等質(zhì)量核過程中釋放出的核能，即聚變能。裂變與聚變是大規(guī)模核能之源。5.平均結(jié)合能第六十四頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五人類可利用的結(jié)合能中等質(zhì)量的元素結(jié)合得最緊密，因此形成它時的結(jié)合能放出最多。重核通過裂變形成中等質(zhì)量核。輕核通過聚變形成中等質(zhì)量核。人類目前可用的核能就是重核裂變或輕核聚變成中等核時放出結(jié)合能。第六十五頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五核力性質(zhì)：核力與核子是否帶電無關(guān)，任意兩個核子間的核力大致相等；核力是一種短程力，在距離大于10-15m時，核力遠小于庫侖力，在小于10-15m的距離時，核力遠大于庫侖力，這時核力起主要作用：大于0.4×10-15m時表現(xiàn)為吸引力，小于0.4×10-15m時表現(xiàn)為強斥力。核力是一種具有飽和性質(zhì)的交換力。即一個核子只與鄰近的幾個核子作用，而不是和原子核所有核子作用。核力是核能的起源。第六十六頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五四、原子核的液滴模型第六十七頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五1.原子核的液滴模型原子核——1.核力具有飽和性(核子只與鄰近的幾個核子作用)；

2.核的體積V與核質(zhì)量數(shù)A成正比，任何核的密度是常數(shù)，不隨核子數(shù)而改變液體——1.液體中分子間相互作用具有飽和性，只與鄰近的幾個分子作用。

2.液體密度不隨數(shù)量的多少而改變。原子核的液滴模型——原子核類比為一粒液滴，能夠解釋α、β衰變和核裂變的某些實驗規(guī)律。第六十八頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五基本粒子分類通常，把目前所認識到的組成物質(zhì)的最小基本單元，稱為"基本粒子"。長期以來，人們一直在探索著物質(zhì)的基本單元。迄今為止，基本粒子已發(fā)現(xiàn)300多種。通常，根據(jù)基本粒子的性質(zhì)，一般將它們分為四大類：光子靜止質(zhì)量為零，自旋量子數(shù)等于1輕子包括中微子、電子及正電子、正負μ子。這些粒子的靜止質(zhì)量比π介子的質(zhì)量小，自旋量子數(shù)為1/2第六十九頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五介子包括帶正、負電荷和中性的π介子，帶正、負電荷和中性的Κ介子以及η介子，它們的靜止質(zhì)量介于電子和質(zhì)子之間，自旋量子數(shù)為零。重子包括核子(中子和質(zhì)子)以及超子。這些粒子的靜止質(zhì)量等于或大于質(zhì)子，自旋量子數(shù)除超子為3/2外，其他都是1/2。由于介子和重子參加強相互作用，故又統(tǒng)稱為強子。實驗表明，強子也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當前流行的強子結(jié)構(gòu)模型是夸克(層子)模型基本粒子分類第七十頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五原子量：原子核的絕對質(zhì)量非常小比如12C原子的質(zhì)量僅為1.992678×10-26kg，所以國際上定義，

12C質(zhì)量的1/12為原子質(zhì)量單位，記為1u≡1.6605402×10-27kg，這樣，原子的原子量都是一個很接近某一整數(shù)的量，通常定義這個整數(shù)為該核的質(zhì)量數(shù)，并記為A。相應阿伏伽德羅常數(shù)NA=12g/12u=g/u=6.0221367×1023/mol原子結(jié)構(gòu)氦原子及其原子核構(gòu)想圖第七十一頁，共八十三頁，編輯于2023年，星期五早在1920年，盧瑟福就推測，核內(nèi)應當存在一種與質(zhì)子質(zhì)量大體相等，不帶電的粒子。1932年查德維克發(fā)現(xiàn)中子后，海森伯等人馬上就提出了核的質(zhì)、中模型。實驗表明，質(zhì)子、中子的質(zhì)量分別是質(zhì)量數(shù)均為1，即A=1，前者帶一個單位正電荷，后者不帶電，兩者統(tǒng)稱核子。根據(jù)質(zhì)量數(shù)的定義，我們很容易知道，質(zhì)量數(shù)A，質(zhì)子數(shù)Z和中子數(shù)N的關(guān)系是A=Z+N，所以完整的核素符號是