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1、第2章核物理基础第1页，本讲稿共14页一、原子与原子核一、原子与原子核 1.原子与原子核2.原子核的组成及属性(电、质量、尺寸)3.同位素及核素的表示符号4.原子核的能级状态，激发态5.原子核的稳定性，衰变与衰变规律6.Alpha、Beta、Gamma衰变7.衰变常数、半衰期、平均寿命8.放射性活度及其单位9.原子核内核子间的作用力10.结合能与比结合能11.质量亏损12.裂变能与聚变能第2页，本讲稿共14页二、中子核反应二、中子核反应(1)2.1 弹性散射弹性散射 中子与靶核碰撞过程中，动能、动量守恒，靶核的能级状态没有改变。相当于两个弹性球的碰撞过程。碰撞后，中子的能量和运动方向均有所改变
2、。中子的弹性散射更易于发生在与质量数较小的原子核的碰撞过程中。弹性散射是反应堆中，特别是热中子反应堆中的一种主要中子核反应类型。所谓热中子即运动速度慢的中子。热中子反应堆中主要是热中子引发裂变。中子从快中子到热中子的过程主要是依靠与轻核的弹性碰撞而损失能量。第3页，本讲稿共14页二、中子核反应二、中子核反应(2)2.2 非弹性散射非弹性散射 类似于弹性散射，但是靶核的能级状态有所升高。碰撞后，中子的能量和运动方向均有所改变。伴随着靶核的衰变。高能中子与重核的散射反应主要是非弹性散射。第4页，本讲稿共14页二、中子核反应二、中子核反应(3)2.3 中子俘获反应中子俘获反应 中子撞击靶核，被靶核所
3、吸收/俘获。靶核的能级状态升高，因此通常伴随着、衰变。这类反应在反应堆中通常相当于损失中子。反应堆中一般情况下不希望看到中子损失。但是，通常是利用某些吸收中子能力很强的材料来实现反应堆的控制。另外，某些不裂变材料的靶核吸收中子后最终可以部分地转化为可裂变材料(转化比与增殖比)，为人工制造可裂变材料提供了途径：238U n 239U 239Np 239Pu 232Th n 233Th 233Pa 233U第5页，本讲稿共14页二、中子核反应二、中子核反应(4)2.4 裂变反应裂变反应(1)中子撞击靶核，被靶核所吸收/俘获之后，靶核变成了两个碎片（其他物质的原子核），同时释放出23个中子和能量（结
4、合能）。并非所有的物质与中子作用都可以发生裂变。自然界中存在的物质只有235U与中子作用可以发生裂变反应。人工制造的裂变材料包括233U、239U、241Pu等。通过比较裂变临界能(Ecr)与靶核吸收一个中子所释放的结合能(Eb)来认定易裂变核素(如235U)与可裂变核素(如238U)。第6页，本讲稿共14页二、中子核反应二、中子核反应(5)2.4 裂变反应裂变反应(2)二、中子核反应二、中子核反应(6)2.4 裂变反应裂变反应(3)二、中子核反应二、中子核反应(7)2.4 裂变反应裂变反应(4)二、中子核反应二、中子核反应(8)2.5 中子核反应的数学描述中子核反应的数学描述(1)二、中子核反应二、中子核反应(9)2.5 中子核反应的数学描述中子核反应的数学描述(2)二、中子核反应二、中子核反应(10)2.5 中子核反应的数学描述中子核反应的数学描述(3)二、中子核反应二、中子核反应(11)2.5 中子核反应的数学描述中子核反应的数学描述(4)结 束第14页，本讲稿共14页