1、,钍系,10次,连续衰变次数,母核,A 满足的关系式,末代子核,放射系,人工,天然,天然,天然,铀系,14次,锕系,11次,镎系,13次,17.3 放射性衰变和核反应,一.放射性衰变,1. 放射系,镎系中，镎的半衰期最长，为 2.14l0 6 年，由于其比地球年龄短得多，因此天然不存在镎系。,2. 指数衰变律,N0 为 t = 0 时的原子核,衰变常量 ：表示单位时间内原子核发生衰变的概率,半 衰 期 T ：表征原子核衰变的快慢,平均寿命 ：表示每个原子核衰变前存在时间的平均值,3. 半衰期和平均寿命,(1) 平均寿命为衰变常量的倒数，是半衰期的 1.44 倍,(2) 经过时间 后，剩下的原子
2、核数约为原来的 37,说明,4. 放射性活(强)度 I,一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数,1 Ci 3.71010 次核衰变秒,1 Bq 1 次核衰变秒,I0 = N0 为 t = 0 时放射源的强度。常用单位居里 (Ci)，国际单位贝克勒 (Bq),(常简写为 A(a,b)B ),式中 a, A, b, B 分别代表入射粒子、靶核、出射粒子和剩余核,二.核反应,1. 核反应的能量,核反应一般可用方程表示为,Q 为反应中释放的能量，称为反应能,Q 0 称为放能反应； Q 0 称为吸能反应。,对于吸热核反应，入射粒子(核)的动能必须大于反应阈值,使一个重原子核分裂成为两个或两个以上中等质
3、量原子核的过程，称为核裂变。核裂变是取得核能的重要途径之一。,2. 原子核的裂变,例如：235U 在慢中子的轰击下，可发生裂变反应,(一个235U 核裂变，可释放出约 211MeV 的能量),(1) 化学反应中一个原子能够提供的化学能不到10eV，与一个核裂变能相比要小10-7 倍。 1kg 的 235U 全部裂变所释放出可利用的核能，约相当于 2500t 标准煤燃烧所释放出的热能！,(2) 1954年6月27日, 第一座功率为5000 千瓦的核电站在前苏联建,说明,已提纯的 235U, 准备再加工为实弹弹头,(3)秦山核电站是我国于1991年自行设计并建成的，其功率为300兆瓦。,成，功率为
4、 60 兆瓦。立陶宛大约82的电靠核电，此比例为世界之最。,核电站的工作原理示意图,大亚湾核电站夜景,四个常见的重要轻核聚变反应,以上四个反应的总效果是,3. 原子核的聚变,使两个很轻的原子核聚集变成为一个稍重的原子核的过程，称为核聚变。核聚变是取得核能的又一重要途径。,(1) 1kg 的氘核聚变时，放出的能量是 1kg 铀裂变时放出能,说明,量的 4 倍，相当于104 t 煤燃烧放出的能量。,(2) 人们依靠核聚变取得能量的例子有：太阳能(引力约束核聚变)和氢弹(惯性约束核聚变)。,(3) 惯性约束和磁约束聚变是受控热核反应的两种主导方式。,图示为用于激光核聚变实验的六路真空靶室，实验中采用大功率( 1014 W ) 钕玻璃激光器,用于激光核聚变靶室的氘氚混合燃料弹丸，它是微小球体，直径约几个毫米,
