原子核物理教學(xué)大綱.doc

原子核物理教學(xué)大綱l 課程名稱：原子核物理l 課程性質(zhì)：專業(yè)必修課l 課程教學(xué)目的：本課程是一門原子核理論和醫(yī)學(xué)相結(jié)合的課程，它是原子核物理應(yīng)用中的一個(gè)重要領(lǐng)域。通過該門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握原子核的基本性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、放射性現(xiàn)象及一般規(guī)律、電離輻射的生物效應(yīng)，還有對(duì)核輻射劑量學(xué)、放射性測(cè)量學(xué)以及醫(yī)學(xué)照射計(jì)量學(xué)進(jìn)行初步的學(xué)習(xí)和了解。l 課程教學(xué)原則與教學(xué)方法：原子核物理學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的重要內(nèi)容，作為應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生，原子核物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)理論成為必要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此本門課程首先把基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能教給學(xué)生，使得學(xué)生扎實(shí)地學(xué)好，然后再介紹相關(guān)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要成果。同時(shí)，在原子核理論與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的過程中，要注意培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析和解決問題的能力。本課程以講授為主，然后在課程中會(huì)介紹與核輻射相關(guān)的案例以及實(shí)驗(yàn)等。l 課程總學(xué)時(shí)：36學(xué)時(shí)l 課程教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)及建議學(xué)時(shí)分配：第三章：原子核的基本性質(zhì)及核力（3學(xué)時(shí)）第一節(jié) 原子核的組成第二節(jié) 原子核的自旋和宇稱第三節(jié) 核力說(shuō)明：明確原子核是由核子（中子和質(zhì)子）組成的，原子核半徑的兩種含義以及結(jié)合能與質(zhì)量的關(guān)系。掌握核自旋的概念，以及核磁矩、宇稱和電四極矩的計(jì)算方法。明確核力的特性及其產(chǎn)生機(jī)制。第四章 原子核的結(jié)構(gòu)模型（4學(xué)時(shí)）第一節(jié) 液滴模型和費(fèi)米氣體模型第二節(jié) 殼層模型第三節(jié) 集體模型說(shuō)明：明確能較為成功的解釋結(jié)合能半經(jīng)驗(yàn)公式的兩個(gè)核結(jié)構(gòu)模型，即液滴模型和費(fèi)米模型，并且了解其所提出的事實(shí)依據(jù)。正確掌握幻數(shù)及其對(duì)殼層結(jié)構(gòu)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的支持，明確單粒子殼層模型和強(qiáng)自旋-軌道耦合殼層模型所提出的事實(shí)依據(jù)及其應(yīng)用。了解核的形變的原因和導(dǎo)致的結(jié)果，以及尼爾森的形變殼層模型和集體模型。第五章 原子核反應(yīng)（5學(xué)時(shí)）第一節(jié) 原子核反應(yīng)的基本理論第二節(jié) 原子核反應(yīng)的基本類型第三節(jié) 原子核反應(yīng)的基本過程說(shuō)明：明確實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系與質(zhì)心坐標(biāo)系之間的物理量變換方法，核反應(yīng)截面的精細(xì)平衡原理和分波分析，核反應(yīng)的兩種模型和Q方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式。掌握原子核反應(yīng)的三種基本類型，即直接反應(yīng)、復(fù)合核生成與衰變及原子核的裂變和聚變。了解原子核反應(yīng)的三個(gè)基本過程。第六章 原子核的放射性衰變（4學(xué)時(shí)）第一節(jié) 放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和描述第二節(jié) 放射性衰變的基本規(guī)律說(shuō)明：使學(xué)生掌握衰變、衰變和衰變的基本理論，四個(gè)放射性核素系所含核素以及它們之間的比較。明確放射性衰變的動(dòng)力學(xué)過程，放射性活度、比活度和放射性純度、強(qiáng)度的計(jì)算方法，以及怎樣用衰變圖來(lái)描述衰變過程。第七章 射線與物質(zhì)的相互作用（4學(xué)時(shí)）第一節(jié) a射線與物質(zhì)的相互作用第二節(jié) b射線與物質(zhì)的相互作用第三節(jié) g射線與物質(zhì)的相互作用第四節(jié) 中子與物質(zhì)的相互作用說(shuō)明：明確a射線與物質(zhì)的相互作用過程中射程與能量關(guān)系式，以及作用過程中的能量傳遞情況。明確b射線與物質(zhì)的相互作用過程中碰撞電離的射程與b射線能量的關(guān)系，以及b粒子與物質(zhì)作用的能量損失。熟練掌握g射線與物質(zhì)的相互作用的三種結(jié)果，即光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)，以及物質(zhì)對(duì)g射線的減弱和能量吸收。要求學(xué)生了解實(shí)用中子源和中子的種類，以及中子與物質(zhì)的相互作用機(jī)制。第八章 電離輻射的生物效應(yīng)（3學(xué)時(shí)）第一節(jié) 細(xì)胞效應(yīng)第二節(jié) 基因效應(yīng)和細(xì)胞的修復(fù)系統(tǒng)第三節(jié) 全身照射和臨床效應(yīng)第四節(jié) 電離輻射生物效應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制說(shuō)明：理解電離輻射所引起的細(xì)胞變化，細(xì)胞對(duì)輻射的敏感性。了解基因效應(yīng)的概念和產(chǎn)生原因，細(xì)胞的兩個(gè)修復(fù)系統(tǒng)，即骨髓修復(fù)系統(tǒng)和胃腸修復(fù)系統(tǒng)。了解全身照射的定義及引起的兩種臨床效應(yīng)，即急性放射病綜合征和造血系統(tǒng)綜合征。理解隨機(jī)效應(yīng)和非隨機(jī)效應(yīng)的概念，以及自由基的作用機(jī)制。第九章 核輻射計(jì)量與防護(hù)（5學(xué)時(shí)）第一節(jié) 基本計(jì)量與防護(hù)第二節(jié) 電離輻射劑量的估算和應(yīng)用第三節(jié) 電離輻射的安全與防護(hù)說(shuō)明：明確吸收劑量、比釋動(dòng)能、照射量率、劑量當(dāng)量和有效劑量當(dāng)量的單位及其測(cè)定方法。理解放射源的源強(qiáng)的估算方法，和輻射表面源和均勻分布源的劑量估算方法、內(nèi)照射劑量評(píng)價(jià)的MIRD法以及中子源的吸收劑量的計(jì)算方法。了解電離輻射的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以及防護(hù)的基本原則和措施。第十章 放射性測(cè)量（4學(xué)時(shí)）第一節(jié) 放射性衰變的統(tǒng)計(jì)特性第二節(jié) 放射性測(cè)量的非獨(dú)立性第三節(jié) 放射性測(cè)量的限度第四節(jié) 放射性劑量的測(cè)量說(shuō)明：確切理解核衰變的相關(guān)記錄方法，以及放射性測(cè)量結(jié)果的正確表達(dá)。了解放射性測(cè)量的非獨(dú)立性的原因。明確放射性測(cè)量的探測(cè)下線和最小可探測(cè)活度，以及測(cè)量?jī)x器的品質(zhì)因數(shù)。了解氣體電離型探測(cè)器的結(jié)果分析，并且掌握照射量和吸收劑量的測(cè)量和換算的方法。第十一章 醫(yī)學(xué)輻射劑量學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）第一節(jié) 臨床計(jì)量學(xué)的測(cè)量和標(biāo)定第二節(jié) 醫(yī)用輻射場(chǎng)的劑量學(xué)計(jì)量第三節(jié) 放射治療計(jì)劃的制定和介入療法說(shuō)明：確切理解通過照射量計(jì)量吸收劑量的基本原理以及用電離室測(cè)量吸收劑量的基本技術(shù)。了解醫(yī)用輻射場(chǎng)的劑量學(xué)計(jì)量的深度效應(yīng)和界面效應(yīng)，學(xué)會(huì)形狀不規(guī)則的輻射場(chǎng)的劑量估算方法以及等劑量曲線的描繪。學(xué)會(huì)制定放射治療計(jì)劃和放射性介入療法的治療計(jì)劃，以及放射治療中的輻射防護(hù)問題。l 教材和主要參考書1翟建才，簡(jiǎn)明醫(yī)用原子核物理學(xué) 北京 原子能出版社， 20042盧希庭，原子核物理 北京