注册核安全工程师岗位培训第一章(2007-06)－陈伯显.ppt

第二部分 核与放射性的基本物理基础 （二）放射性衰变基本规律及放射性活度 1.单一放射性的指数衰减规律 积累因子是为了考虑散射伽玛的影响而引入的参数。　 4.1 核反应概述 2) 非弹性散射 (n,n’?) 入射中子的能量损失不仅使靶核得到反冲，且使靶核处于激发态。处于激发态的靶核退激时放出一个或几个特征?光子，在核分析技术中有重要的应用。 当反冲核为质子(氢核)时，M＝m，上式变为： 当? = 0 时，反冲质子能量最大，Tp = Tn 2). 中子的俘获 (1) 中子的辐射俘获 (n,?) 中子射入靶核后与靶核形成一个复合核，而后复合核通过发射一个或几个特征?光子跃迁到基态。这些特征 ? 光子不同于 (n,n’?) 的特征 ? 光子。由于这些 ? 光子的发射与复合核的寿命相关，一般很快，故称为“中子感生瞬发?射线”，同样在核分析技术中有重要的应用。 当发生(n,?)反应后，新形成的核素是放射性的，就是常说的“活化”，测量活化核素的放射性可以用来测量中子流的注量率区分中子的能量范围。 (2) 发射带电粒子的中子核反应 如(n,?)，(n,p)等，这些反应在中子探测中应用很多，成为探测中子的主要手段。 如(n,2n)，(n,np)等，这些反应的阈能较高，在8～10MeV以上，只有特快中子才能发生。 (3) 裂变反应 (n,f) (4) 多粒子发射 第四节 原子核反应 核反应的一般表达式： A 为靶核； a 为入射粒子； B 为剩余核；b1,b2…为出射粒子。 或： 对于出射粒子为一个的情况： 二体反应 或： 三体反应 出射粒子为两个的情况： 1、历史上几个著名的核反应： (1) 第一个人工核反应 或 (2) 第一个在加速器上实现的核反应 (4) 产生第一个人工放射性核素的反应 (3) 导致发现中子的反应 2、核反应分类 1) 按出射粒子分类： (a) 散射 即: a ＝ b 出射粒子与入射粒子相同， 弹性散射： 散射前后系统总动能相等 非弹性散射： 散射前后系统总动能不相等 这时，剩余核与靶核构成相同。 散射和反应 (b) 反应 出射粒子与入射粒子不同，即: b ? a。这种情况下，剩余核不同于靶核，也就是一般意义上的核反应。 当出射粒子为 ? 射线时，称这类核反应为辐射俘获。 2) 按入射粒子分类 (a) 中子反应 由中子入射引起的核反应。 中子反应的特点： 中子不带电，与核作用时，不存在库仑位垒，能量很低的中子就能引起核反应。 根据出射粒子的不同，中子反应有： (b) 荷电粒子核反应 由带电粒子入射引起的核反应。 包括： 质子引起的核反应， 氘核引起的核反应， ?粒子引起的核反应， 重离子引起的核反应。 (c) 光核反应 由?光子入射引起的核反应。 最常见的是： 反应。如： 和 此外，还有 等。 3) 按入射粒子能量分类 (a) 低能核反应 低于140 MeV。 (b) 中高能核反应 在140 MeV～1GeV之间。 (c) 高能核反应 高于1GeV。 一般的原子核物理只涉及低能核反应。 4) 按靶核的质量数A分类 (a) 轻核反应 A < 30。 (b) 中量核反应 30 < A < 90。 (c) 重核反应 A > 90。 对一定的入射粒子和靶核，能发生的核反应过程往往不止一种，把每一种可能的反应过程称为一个反应道。 反应前的过程称为入射道。 反应后的过程称为出射道。 4、反应道 一个入射道可以对应几个出射道： 一个出射道也可以对应几个入射道： 4.2 核反应能及其阈能 1、核反应能Q 对核反应： 静止质量 相应动能 由能量守恒： 定义 反应能Q 为： Q > 0 为放能反应；Q < 0 为吸能反应。 2、核反应阈能 核反应中，有吸能反应，这时核反应能 Q < 0，需要提供能量核反应才能进行。提供方式是由入射粒子携带。 我们将能使核反应发生的最小入射粒子动能 定义为：核反应阈能，以 表示。(Threshold energy) 下面我们讨论 与 的关系。 以核反应 为例： 为吸能反应，其阈能为： 4.3 核反应截面和产额 当一定能量的入射粒子 a 轰击靶核 A 时，在满足各种守恒定则的条件下， 都有可能按一定的概率发生各种核反应。 本节讨论有关核反应发生概率的问题。 (2) 辐射损失率 式中 为入射粒子的质量和能量。 可见： （1）辐射能量损失率与 成反比