第二章原子核辐射分析.ppt

第二章第二章 原子核辐射物理基础原子核辐射物理基础1本章要点本章要点•1 1、掌握：、掌握：轫致辐射、核素、物理半衰期、轫致辐射、核素、物理半衰期、放射性活度等原子核辐射物理的基本概念放射性活度等原子核辐射物理的基本概念•2 2、掌握：、掌握：带电粒子、与物质的相互作用带电粒子、与物质的相互作用•3 3、掌握：、掌握：衰变的规律和衰变的规律和放射性活度的校放射性活度的校正•4 4、了解：、了解：衰变的类型和衰变的类型和X射线产生的方式射线产生的方式2第一节第一节 原子结构与核素原子结构与核素•一、原子结构一、原子结构•二、二、X射线射线•三、核素、同位素和同质异能素三、核素、同位素和同质异能素 •四、稳定性核素和放射性核素四、稳定性核素和放射性核素3一、原子结构一、原子结构原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子（质子（proton，，p））中子（中子（neutron，，n））与质子数相同，依据能量将电子分为与质子数相同，依据能量将电子分为不同壳层，不同壳层，K、、L、、M、、N……核子核子(nucleon) 原子核的质量以原子质量单位原子核的质量以原子质量单位u(atomic mass unit)表示表示1 u = 1.6605655 × 10-27kg      （（12C原子质量的原子质量的1/12））1p=1.0072765u ，1n=1.008665u ，1e=0.000548u 原子核内质子数目和中子数目之和即为原子核的质量数，原子核内质子数目和中子数目之和即为原子核的质量数，用用“A” 表示。

表示   A=p+n4X为某元素的元素符号为某元素的元素符号 A为质量数为质量数                   A= p + nZ为原子序数为原子序数 故故Z Z也可省略，写为也可省略，写为原子呈电中性原子呈电中性质子数目与原子质子数目与原子序数相同，每个序数相同，每个带带1 1单位正电荷单位正电荷中子不带电荷中子不带电荷原子核带原子核带正电荷正电荷电子与质子数相同，每个带电子与质子数相同，每个带1 1单单位负电荷位负电荷5         基态基态（（ground state））         激发态激发态（（excited  state））AＸＸAmＸＸ99Tc99mTc接受能量接受能量释放能量释放能量跃迁跃迁（（transition）） 6二、二、X射线射线•1895年年 ,德德 国国 物物 理理 学学 家家 伦伦 琴琴(W.C.R0ntgen,1845-1923)发发现现:阴阴极极射射线线管管被被包包好好，，远远距距离离一一镀镀有有铂铂氰氰酸酸钡钡的的屏屏出出现现微微弱弱荧荧光光显显而而易易见见的的特特点点:它它能能穿穿过过不不透透明明物物质质.人人类类历历史史上上第第一一次次观察到了人手骨骼的影象。

观察到了人手骨骼的影象X射线是一种比紫外线波长更短射线是一种比紫外线波长更短的电磁波，具有电磁辐射的一的电磁波，具有电磁辐射的一切特性 第一张X光片7•X射线是高能电子与物质相互作用而产生的，这种射线是高能电子与物质相互作用而产生的，这种过程通常是在过程通常是在X射线管内或通过电子加速器进行射线管内或通过电子加速器进行 阳极，是产生阳极，是产生X射线的靶射线的靶物质阳极和阴极间加一物质阳极和阴极间加一直流高压直流高压V0，，可使阴极发可使阴极发射的电子在很强的电场作射的电子在很强的电场作用下获得能量加速，到达用下获得能量加速，到达阳极与靶物质作用产生阳极与靶物质作用产生X射线V0越高，电子加速越高，电子加速获得能量越大，产生获得能量越大，产生X射射线的波长越短线的波长越短 一般医用一般医用X射线波长为射线波长为0.1nm（（1A°））左右激发电压小于左右激发电压小于120KeV产生的产生的X射线叫软射线叫软X射线，激发电压大于射线，激发电压大于120KeV产生产生的的X射线叫硬射线叫硬X射线8X射线光谱分为射线光谱分为连续谱连续谱和和线状谱线状谱两类高能电子到达阳极后，电子在靶物质的高能电子到达阳极后，电子在靶物质的原子核的库仑场作用下，骤然减速，其原子核的库仑场作用下，骤然减速，其部份或全部能量转化为电磁辐射，即产部份或全部能量转化为电磁辐射，即产生连续谱的生连续谱的X射线，这种辐射称为射线，这种辐射称为轫致轫致辐射辐射（（bremsstrahlung）。

 连续谱连续谱线状谱线状谱对于某种靶物质，当入射电子的能量超对于某种靶物质，当入射电子的能量超过一定界限时，除发射连续谱的过一定界限时，除发射连续谱的X射线射线外，还叠加一种线状谱，能量为外，还叠加一种线状谱，能量为35KeV电子与钼靶作用，在连续谱上叠加两条电子与钼靶作用，在连续谱上叠加两条波长分别为波长分别为0.07135nm和和0.06326nm的的线状线状X射线，射线，Kα、、Kβ线线 这种线状谱这种线状谱线称为线称为特征特征X X射线射线  钼的钼的X线光谱线光谱 9连续谱连续谱辐射强度随波长连续变化，在一定的波长处辐射强度随波长连续变化，在一定的波长处有一最大值，超过最大值后，强度随波长减少有一最大值，超过最大值后，强度随波长减少而下降，波长有明显极限，极限波长与靶物质而下降，波长有明显极限，极限波长与靶物质性质无关加速电压性质无关加速电压V0越高，越高，X射线极限波长射线极限波长λmin就越小，与极限波长就越小，与极限波长λmin相对应的相对应的X射线射线能量等于电子在加速电场中所获得的全部能量能量等于电子在加速电场中所获得的全部能量      λmin=1239.810/V0    （（nm））10线状谱线状谱线状谱的产生线状谱的产生：核外电子：核外电子分布于各个能级，当某个具分布于各个能级，当某个具有足够能量的电子将阳极靶有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于原子的内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，则是在低能级上出现空位，则原子处于激发态。

较高能级原子处于激发态较高能级上的电子向低能级上的空位上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射跃迁，并以光子的形式辐射出出特征特征X射线射线11特征特征X X射线频率射线频率h—普朗克常数，普朗克常数，h=6.6262×10-34J.SEn、、Ek分别是原子跃迁前后两量子态分别是原子跃迁前后两量子态所具有的能量所具有的能量 各种元素都有自己特各种元素都有自己特定的定的X线谱，与电子线谱，与电子的能量无关的能量无关 定性定性12   医用医用X线机球管多属高真空热阴极电子式，线机球管多属高真空热阴极电子式，当高速电子撞击阳极靶面时，大约仅有当高速电子撞击阳极靶面时，大约仅有1%左右的能量可转化为左右的能量可转化为X射线，绝大部分能量射线，绝大部分能量转化为热能，使阳极靶面温度增高，故转化为热能，使阳极靶面温度增高，故X射射线球管不能长时间连续工作线球管不能长时间连续工作13三、核素、同位素和同质异能素三、核素、同位素和同质异能素                         质子数质子数    质量数质量数   能态能态      例例核素（核素（Nuclide））     相同相同       相同相同       相同相同"AZ X"  12553I  简写简写125I同质异能素同质异能素(Isomer)相同相同 相同相同      不同不同     99mTC、、99TC同位素（同位素（Isotope））  相同相同 不同不同      不同不同        1H、、2H、、3H14四、稳定性核素和放射性核素四、稳定性核素和放射性核素核力（核力（Nuclear Foree），），特点：力程短（特点：力程短（3×10-15 m），），力强：库仑力的力强：库仑力的102倍、万有引力倍、万有引力1039倍，是交换力倍，是交换力（（π介子），不受电荷数影响，易饱和（核子数越介子），不受电荷数影响，易饱和（核子数越多，核力越弱）。

多，核力越弱）P-P之间静电斥力之间静电斥力，，特点：长程力，与电荷数有关，特点：长程力，与电荷数有关，作用于作用于P-P之间，力为库仑力之间，力为库仑力当当P：：n=1:1-1.5时，核力与静电斥力维持平衡时，核力与静电斥力维持平衡原子核处于稳定状态的核素原子核处于稳定状态的核素--稳定性核素稳定性核素(stable nuclide )15p与与n不不成比例成比例结构改变结构改变（（β衰变衰变））核内能量进行调核内能量进行调整整 （能量释放）（能量释放）新核的最低能量状态新核的最低能量状态（（γ跃迁跃迁））自发的自发的核核内结构或能量的变化过程内结构或能量的变化过程----核衰变（核衰变（nuclear decay））放射性核素（放射性核素（radionuclide））伴有射线（伴有射线（radiation））核子数核子数过多过多核力核力弱弱丢弃部丢弃部份核子份核子结构改变结构改变（（α衰变衰变））核子相互转化核子相互转化质子质子→→中子中子中子中子→→质子质子16第二节第二节 核衰变、核裂变与核聚变核衰变、核裂变与核聚变一、原子核的质量亏损与结合能一、原子核的质量亏损与结合能二、核衰变二、核衰变三、核裂变与核聚变三、核裂变与核聚变17一、原子核的质量亏损与结合能一、原子核的质量亏损与结合能•爱因斯坦根据相对论认为质量（爱因斯坦根据相对论认为质量（m））和能量（和能量（E））的关系为：的关系为：       E = mc2    （（c为真空光速，为真空光速，c = 2.99×108m.s-1））•原子能量用电子伏特（原子能量用电子伏特（eV））表示，表示，                     1eV=1.6022×10-19 J•一个原子质量单位（一个原子质量单位（u））的静止质量可转化为的静止质量可转化为931.5016MeV，，一个电子静止质量可转化为一个电子静止质量可转化为0.511MeV。

18•原子核质量均小于核子的质量之和原子核质量均小于核子的质量之和----质量亏损质量亏损用符号用符号Δm（（Z、、A））表示表示 •原子核的结合能与核子数原子核的结合能与核子数A之比之比----平均结合能，平均结合能，或称比结合能，用或称比结合能，用ε表示表示   ε=某原子核结合能（某原子核结合能（ΔE））/核子数（核子数（A））•ε表示把质量数为表示把质量数为A，，质子数为质子数为Z的原子核打碎成的原子核打碎成自由核子时，平均对每个核子要做的功自由核子时，平均对每个核子要做的功•它表示了原子核结合的松紧程度，它表示了原子核结合的松紧程度，ε大，表明原子大，表明原子核结合紧，稳定性好核结合紧，稳定性好ε小表明原子核结合松，稳小表明原子核结合松，稳定性差19  2) A=40～～120的中等质量的核，的中等质量的核， ε最大最大 3)当当A>120时，时， ε又下降，呈中间高，两头低形式，轻核又下降，呈中间高，两头低形式，轻核和重核的和重核的ε较中等核低较中等核低　　1) A<20的轻核区，的轻核区， ε随随A增大而迅速增加增大而迅速增加 原子能（核能）原子能（核能）原子核结合能发生原子核结合能发生变化时释放的能量变化时释放的能量1)1)重核裂变重核裂变2)2)轻核聚变轻核聚变释释放放能能量量20（一）（一）核衰核衰变的变的类型类型αα衰变衰变核子数目过多，主要是核子数目过多，主要是Z>82的核素，的核素，衰变后的核原子序数减衰变后的核原子序数减2，质量数减，质量数减4。

 ββ衰变衰变质子、中子比例不当，进行相互转质子、中子比例不当，进行相互转换特点：子核与母核质量数不变，换特点：子核与母核质量数不变，仅只原子序数改变（相差仅只原子序数改变（相差1）分为β¯、、β+和电子俘获（和电子俘获（Electron Capture，，E.C））三种形式三种形式γγ跃迁跃迁衰变后的子核处于高能的激发态，衰变后的子核处于高能的激发态，多余能量以电磁辐射形式释放后返多余能量以电磁辐射形式释放后返回基态，该过程称为回基态，该过程称为γ跃迁 二、核衰变二、核衰变21α衰变衰变核子数过多核子数过多核力弱核力弱释放释放α粒子粒子衰变反应式衰变反应式 母核母核 子核子核 原子核原子核 衰变能衰变能 规律规律：衰变后的核原子序数减：衰变后的核原子序数减2，质量数减，质量数减4 例例221) β¯ 衰变（衰变（ - decay））β衰变衰变中子过多中子过多 中子转化为质子中子转化为质子 释放负电子，释放负电子，β¯粒子粒子 反中微子反中微子 例例 质量数不变，质子数加质量数不变，质子数加1 1232) β+衰变（衰变（ + decay））β衰变衰变中子不足中子不足 质子转化为中子质子转化为中子释放正电子，释放正电子，β+粒子粒子 中微子中微子 质量数不变，质子数减质量数不变，质子数减1 1 例例 241)电子俘获（电子俘获（Electron Capture，，E.C）） β衰变衰变质子过多质子过多 俘获核外电子俘获核外电子 质子转为中子质子转为中子质量数不变，质子数减质量数不变，质子数减1 1轨道出现空穴轨道出现空穴 特特   征征   X   射射   线线 俄歇电子（俄歇电子（Auger eletron）） 25γ跃迁与内转换跃迁与内转换α衰变衰变β衰变衰变激激发发态态 电磁辐射电磁辐射 γ跃迁跃迁– γ射线射线 传给核外电子传给核外电子 出现空穴出现空穴 特征特征X X线或俄歇电子线或俄歇电子 内转换现象内转换现象 γ射线来源于射线来源于核内核内能量释放，而能量释放，而X射线为射线为核外核外电子电子跃迁过程中的能量释放。

跃迁过程中的能量释放26（二）（二）放射性核素衰变规律及其度量放射性核素衰变规律及其度量 1 1、衰变规律与半衰期、衰变规律与半衰期核衰变的核数目与核的总数成正比，并且随着时间核衰变的核数目与核的总数成正比，并且随着时间的增长，遵循一定的规律减少的增长，遵循一定的规律减少λ为衰变常数（为衰变常数（decay constant），），表征原子核表征原子核发生衰变的速率发生衰变的速率  27放射性核素衰变规律放射性核素衰变规律 ：放射性核素衰变随时间增长：放射性核素衰变随时间增长而以负指数规律递减而以负指数规律递减 不同的放射性核素其衰变速率不一，不同的放射性核素其衰变速率不一，λ值越大，衰值越大，衰变速率越快，不受外界影响变速率越快，不受外界影响28N0t物理半衰期物理半衰期（（physical half life，，T1/2））放射性核素的原子核数目衰变放射性核素的原子核数目衰变到原来的一半所需要的时间到原来的一半所需要的时间即：当即：当 N = N0/2时，时，t = T1/2 T1/2与与λ的关系的关系29生物半衰期（生物半衰期（biological half life，，Tb）） 有效半衰期（有效半衰期（effective half life，，Te）） 生物体内放射性核素或标记化合物经由各种生物体内放射性核素或标记化合物经由各种途径从生物体内排出一半所需的时间途径从生物体内排出一半所需的时间 生物体内的放射性核素或标记化合物由于自身的物生物体内的放射性核素或标记化合物由于自身的物理衰变和体内代谢作用导致减少一半所需的时间理衰变和体内代谢作用导致减少一半所需的时间 302、放射性活度（、放射性活度（radioactivity，，A））放射性活度（放射性活度（A））是指在一定的时间（是指在一定的时间（dt））内处于内处于特定能态的一定量的放射性核素发生自发衰变特定能态的一定量的放射性核素发生自发衰变（（dN））的期望值。

的期望值放射性活度的国际制单位为放射性活度的国际制单位为Bq，，其表示每秒内其表示每秒内有一次核衰变有一次核衰变          即：即：    Bq=S-1311Bq = 1 decay / s (Bq = Becquerel)旧单位为居里（旧单位为居里（ Curie ，，Ci））1 Ci = 3.7   1010 Bq        = 3.7   104 MBq  (M=mega ~106)                 = 3.7   10 GBq    (G=Giga ~ 109)        = 3.7   10-2 TBq  (T = Tera ~ 1012)        = 103  mCi (millicurie)        = 106    Ci  (microcurie)323、放射性比度与放射性浓度、放射性比度与放射性浓度单位质量中所含的放射性活度称为单位质量中所含的放射性活度称为比活度比活度或或比放射性比放射性一般用Bq/g或或Bq/moL为单位单位容物质中所含放射性活度称为单位容物质中所含放射性活度称为放射性浓放射性浓度度，以，以Bq/ml或或Bq/L为单位。

为单位33放射性活度校正放射性活度校正At为现在的核素放射性活度，为现在的核素放射性活度，A0为原来的（初始为原来的（初始的）放射性活度，的）放射性活度，T1/2是该核素的物理半衰期，是该核素的物理半衰期， t为衰变间隔时间为衰变间隔时间34例例    某单位购入放射性药品某单位购入放射性药品131碘化钠（碘化钠（Na131I））5ml，，出厂时标称总放射性活度为出厂时标称总放射性活度为3.7   108Bq，，4天天后使用，使用时该药品的放射性浓度还有多少后使用，使用时该药品的放射性浓度还有多少？（？（131I物理半衰期按物理半衰期按8天计）天计）放射性浓度放射性浓度2.6159×108/5=5.2318×107Bq/ml35 放射性核素的衰变总体上遵循负指数规律，放射性核素的衰变总体上遵循负指数规律，但在衰变过程中，由于各个核互不关联，但在衰变过程中，由于各个核互不关联，衰变是独立的随机事件不同时刻衰变的衰变是独立的随机事件不同时刻衰变的核数不一，但在衰变总体期望值上下波动，核数不一，但在衰变总体期望值上下波动，属于离散型随机变量，服从一定概率分布，属于离散型随机变量，服从一定概率分布，这就是衰变过程中的统计涨落特性，符合这就是衰变过程中的统计涨落特性，符合统计学中的泊松分布规律。

统计学中的泊松分布规律三）（三）衰变过程中的统计涨落特性衰变过程中的统计涨落特性36三、核裂变与核聚变三、核裂变与核聚变•重核分裂成二个中等质量的原子核，同时释放中重核分裂成二个中等质量的原子核，同时释放中子和能量的过程称谓原子子和能量的过程称谓原子核裂变核裂变•核裂变分为核裂变分为自发裂变自发裂变和和诱发裂变诱发裂变•自发裂变自发裂变•自发裂变是原子核在没有入射粒子轰击的情况下自发裂变是原子核在没有入射粒子轰击的情况下自行发生的核裂变，是重核的一种特殊类型的核自行发生的核裂变，是重核的一种特殊类型的核衰变核越重，自发裂变的概率越大衰变核越重，自发裂变的概率越大（一）核裂变（一）核裂变37A为靶核，为靶核，a为入射粒子，为入射粒子，C*为入射粒子与靶核组成的激发态为入射粒子与靶核组成的激发态复合核（即裂变核），复合核（即裂变核），X、、Y为裂变碎片，为裂变碎片，n为裂变时释放的为裂变时释放的中子，中子，Q为裂变能为裂变能 诱发裂变诱发裂变 诱发裂变以中子诱发裂变最重要由于中子和靶核作用不诱发裂变以中子诱发裂变最重要由于中子和靶核作用不受核的库仑势垒影响，能量很低的中子就可以进入靶核内，受核的库仑势垒影响，能量很低的中子就可以进入靶核内，使核激发而发生裂变。

使核激发而发生裂变38235U + n → 236U*  → X + Y +（（1-3））n + 200MeV裂变最初形成两块初级碎片，中、质比较高，激发能大于裂变最初形成两块初级碎片，中、质比较高，激发能大于核子平均结合能，在裂变发生后核子平均结合能，在裂变发生后10-15S内直接发射中子内直接发射中子中子能谱分布范围从中子能谱分布范围从0至十几至十几MeV发射中子后的碎片称为发射中子后的碎片称为次级碎片，其激发能小于核子的平均结合能不足以发射中次级碎片，其激发能小于核子的平均结合能不足以发射中子，能量以子，能量以γ光子形式退激，退激后的碎片仍为丰中子核，光子形式退激，退激后的碎片仍为丰中子核，将继续进行将继续进行β衰变，最后形成稳定核衰变，最后形成稳定核 39中子中子235235铀核分裂铀核分裂逃逃逸逸    裂变产生的中子慢化后，可引起其他靶核裂变产生的中子慢化后，可引起其他靶核发生裂变，产生第二代中子，再引起裂变发生裂变，产生第二代中子，再引起裂变产生第三代中子产生第三代中子……裂变不断进行下去，裂变不断进行下去，这一系列的反应过程称为这一系列的反应过程称为链式反应链式反应。

40链链式式反反应应的的必必要要条条件件是是，，必必须须使使裂裂变变过过程程中中任任何何一一代代中中子子总总数数Ni大大于于或或等等于于前前一一代代的的中中子子总总数数Ni-1，，这这两两个个数数值值之之比比称称为为中中子子的的增增殖殖系系数数，，用用K表示：表示：K<1 中子中子被吸被吸收收 裂变裂变↓↓停止停止 收敛收敛 K=1 自持式链自持式链式反应式反应 核反核反应堆应堆 K>1 中子中子增殖增殖 发散发散 原子原子弹弹 41氢氢-3 核核氢氢-2 核核中子中子氦氦-4-4 He42+H21n10++能量H31核聚变核聚变（二）核聚变（二）核聚变二个轻核结合成较重的原子核同二个轻核结合成较重的原子核同样能释放巨大的能量样能释放巨大的能量→→核聚变核聚变 42由于氘、氚的原子核均带正电荷，要使它们聚合，必须由于氘、氚的原子核均带正电荷，要使它们聚合，必须要克服很强的库仑斥力，需要反应温度在要克服很强的库仑斥力，需要反应温度在108K以上，氘、以上，氘、氚原子形成物质的第四态氚原子形成物质的第四态----等离子态等离子态，才有可能会产，才有可能会产生聚变反应，所以聚变反应也称为生聚变反应，所以聚变反应也称为热核反应热核反应。

 太阳发生核聚变反应，太阳发生核聚变反应，为地球提供了用之不竭为地球提供了用之不竭的能量，此反应持续了的能量，此反应持续了几十亿年几十亿年利用原子弹爆炸产生的高温利用原子弹爆炸产生的高温高压将高压将2H和和3H聚变成聚变成4He，，释放大量能量释放大量能量----氢弹1967.6.17，中国第一颗氢弹，中国第一颗氢弹试爆成功试爆成功氢弹为不可控核聚变氢弹为不可控核聚变 43在地球上实现受控在地球上实现受控核聚变的约束方式核聚变的约束方式磁磁约约束束惯惯 性性 约约 束束磁约束磁约束　　由封闭磁场组成的由封闭磁场组成的“容器容器”，来约束电离了的等离子体来约束电离了的等离子体这种容器又叫磁瓶或磁笼，它由磁力线组成，不怕高温用这种容器又叫磁瓶或磁笼，它由磁力线组成，不怕高温用磁场实现聚变的方法称为磁约束磁场实现聚变的方法称为磁约束　　实现磁约束的方法主要为托卡马克装置托卡马克是磁线实现磁约束的方法主要为托卡马克装置托卡马克是磁线圈圆环室的俄文缩写，又称环流器，圈圆环室的俄文缩写，又称环流器，我国在合肥建有托卡马我国在合肥建有托卡马克装置 惯性约束聚变惯性约束聚变　最常见的是　最常见的是激光惯性约束激光惯性约束，即，即用高强度的激光在极短时间用高强度的激光在极短时间内辐照靶板，产生聚变。

内辐照靶板，产生聚变此外还有电子束、重离子束等方案此外还有电子束、重离子束等方案, ,但方案目前还仅限于理论但方案目前还仅限于理论, ,实践上还未获成功实践上还未获成功44第三节第三节   射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用射线分射线分 带电粒子带电粒子 不带电粒子（如不带电粒子（如X X、、γγ、、中子等）中子等） 45 带电粒子通过物质时，与物质的核外电子发生静电作用带电粒子通过物质时，与物质的核外电子发生静电作用 带电粒子与物质的相互作用带电粒子与物质的相互作用1 1、电离与激发、电离与激发结结果果原子失原子失去电子去电子正负离子对正负离子对电离电离(ionization) 电子跃迁电子跃迁至外层至外层激发激发（（excitation）） 带电粒子在每厘米路径上产生的离子对数，即带电粒子在每厘米路径上产生的离子对数，即电离密电离密度度（（ionization density））来表示电离能力来表示电离能力与带电粒子与带电粒子的电荷数，运行速度和物质的密度有关的电荷数，运行速度和物质的密度有关 46反映射线通过物质时能量损失的另一物理量是反映射线通过物质时能量损失的另一物理量是传传能线密度能线密度，也称，也称线性能量传递线性能量传递（（linear energy transger，，LET）。

 定义定义:带电粒子在一种物质中穿行时单位长度路带电粒子在一种物质中穿行时单位长度路径上与电子碰撞粒子能量的损失，单位是径上与电子碰撞粒子能量的损失，单位是MeV.cm-1与入射粒子的能量、吸收物质的原子密度和原子与入射粒子的能量、吸收物质的原子密度和原子序数等因素有关序数等因素有关  LETα>LETβ相同情况下：相同情况下：47带电粒子与原子核碰撞受原子核库仑场作用带电粒子与原子核碰撞受原子核库仑场作用2 2、散射与吸收、散射与吸收结结果果方向偏折和能方向偏折和能量的改变量的改变 散射（散射（scattering）） 方向偏折、能方向偏折、能量未改变量未改变 弹性散射弹性散射(elastic scattering)由于各种作用的机制，导致带电粒子的动能全部由于各种作用的机制，导致带电粒子的动能全部丧失而不再存在的过程称为丧失而不再存在的过程称为吸收吸收 因因β粒子质量轻，应注意其散射，而粒子质量轻，应注意其散射，而α粒子散射不明显粒子散射不明显48β—粒子在介质中受到阻滞而粒子在介质中受到阻滞而急剧减速，部分能量甚至全部急剧减速，部分能量甚至全部能量转化为电磁辐射，称为能量转化为电磁辐射，称为轫轫致辐射致辐射（（bremsstrahlung）。

 发生的几率与发生的几率与ββ——能量及介质能量及介质的原子序数成正比的原子序数成正比 β+通通过过物物质质时时和和核核外外电电子子相相互互作作用用，，消消耗耗能能量量，，相相互互结结合合，，同同时时转转化化为为两两个个方方向向相相反反，，能能量量各各为为0.511MeV的的γ光光子子而而自自身身消消失失，，这这种种过过程程称称为为 湮湮 没没 辐辐 射射 （（ annihilation radiation））或称或称光化辐射光化辐射3 3、轫致辐射与湮没辐射、轫致辐射与湮没辐射 494 4、契伦科夫辐射、契伦科夫辐射高高能能电电子子入入射射折折射射率率（（n））较较大大的的透透明明介介质质时时，，若若电电子子在在该该介介质质中中运运动动速速度度（（V））大大于于光光在在该该介介质质 的的 相相 对对 速速 度度（（c/n）），，则则此此电电子子经经过过和和径径迹迹处处，，沿沿一一定定方方向向发发射射近近似似紫紫外外波波长长的的微微弱弱可可见光产产生生的的条条件件：： V > c/n    （（c为为真空光速，真空光速，n为介质折射率）为介质折射率）核反应堆核反应堆淡蓝色的淡蓝色的辉光是电辉光是电子在水中子在水中运行速度运行速度大于水中大于水中光速而形光速而形成契伦科成契伦科夫辐射。

夫辐射50复习题复习题1 1、核素、同位素、同质异能素定义、区别；、核素、同位素、同质异能素定义、区别；2 2、什么是核衰变、核裂变、核聚变？常见的核衰变、什么是核衰变、核裂变、核聚变？常见的核衰变类型有哪些？类型有哪些？3 3、物理半衰期、生物半衰期和有效半衰期的区别；、物理半衰期、生物半衰期和有效半衰期的区别；4 4、放射性浓度和放射性比度的定义和区别；、放射性浓度和放射性比度的定义和区别；5 5、电离与激发、轫致辐射与湮没辐射的定义、电离与激发、轫致辐射与湮没辐射的定义. .51参考资料参考资料1 1、于孝中等、于孝中等 核辐射物理学核辐射物理学 2 2、黄宗褀、陆文栋、黄宗褀、陆文栋 核物理与核医学仪器核物理与核医学仪器 3 3、胡逸民、胡逸民 肿瘤放射物理学肿瘤放射物理学 4 4、强永刚、张林、强永刚、张林 医学影像辐射防护学医学影像辐射防护学 5 5、罗上庚、罗上庚 走进核科学技术走进核科学技术 6 6、中华核医学专业网、中华核医学专业网 WWWWWW52。