放射性的發(fā)現(xiàn)衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律一

1、原子物理學(xué)第九章 原子核物理概論第一節(jié) 原子核的描述第二節(jié) 核質(zhì)量第三節(jié) 核 力第四節(jié) 衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律第五節(jié)衰變第九章原子核物理概論第七節(jié)衰變第八節(jié) 核反應(yīng)第九節(jié) 原子能的利用第六節(jié)衰變即Q=Ze第一節(jié):原子核的描述 一、原子核的電荷 二、原子核的質(zhì)量 三、原子核的大小第一節(jié):原子核的描述 四、原子核的組成質(zhì)子和中子組成核素符號(hào)比如等。 同中子素：鏡核：同位素：同量異位素： 在物理學(xué)中，對(duì)有一定關(guān)系的核素，有些常用的術(shù)語(yǔ)如下：同中子素：鏡核：同位素：同量異位素：第一節(jié):原子核的描述 原子核形成過(guò)程中，質(zhì)量減少了，減少的質(zhì)量必然以能量的形式放了出來(lái)，這種能量稱為結(jié)合能。第二節(jié):核質(zhì)量 一 、原

2、子的結(jié)合能 1.質(zhì)量虧損 2.結(jié)合能 3. 核子的平均結(jié)合能（比結(jié)合能）第三節(jié):核 力 1、短程性的強(qiáng)相互作用 一、核力的性質(zhì) 2、 飽和性的交換力 3、電荷無(wú)關(guān) 4、斥力心的存在 5自旋相關(guān)性 1、放射性的發(fā)現(xiàn)第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 一、衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 2、射線的成分和性質(zhì)射線電離本領(lǐng)較弱，但有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)；射線幾乎沒(méi)有電離本領(lǐng)，但穿透本領(lǐng)很強(qiáng)。射線能使氣體電離，但穿透本領(lǐng)很??； 衰變是自發(fā)的，對(duì)于一個(gè)核素來(lái)說(shuō)，何時(shí)衰變完全是偶然的，但對(duì)大量核就存在著必然的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 3. 衰變規(guī)律及其描述（1）衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及衰變常數(shù)：設(shè)t=0時(shí)，未衰變的原子核是N0個(gè)，隨時(shí)間的推移，衰變情況如下：

3、 時(shí)刻 尚未衰變的核 第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律這就是衰變所遵循的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，在此式推導(dǎo)過(guò)程中引入的常數(shù)稱衰變常數(shù),可以表示為同時(shí) 考慮到 （其中 是比例系數(shù)）有 個(gè)核衰變，在 時(shí)間內(nèi)，它的物理意義是單位時(shí)間內(nèi)的衰變幾率，它標(biāo)志著衰變的快慢。則必有等式兩邊積分得第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律根據(jù)的定義，可以導(dǎo)出其表達(dá)式，在式中，則 t= 即解得可見(jiàn)與不同放射性核素的半衰期是大不相同的。原子核數(shù)目減半所經(jīng)歷的時(shí)間稱半衰期，記作成反比，衰變常數(shù)越大 ，半衰期越短。 比如令（2)半衰期第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律將 代入衰變表達(dá)式得t時(shí)刻未衰變核數(shù)目為：對(duì)某種放射物來(lái)說(shuō)，有些核早衰變，有些核晚衰變，即有的壽命長(zhǎng)，

4、有的壽命短，平均壽命定義為而故亦即第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律（3) 平均壽命（4) 放射性活度 可見(jiàn)，核的平均壽命比它的半衰期略長(zhǎng)一點(diǎn) ，它表示，未衰變核為原來(lái)核數(shù)目的37%，所經(jīng)歷的時(shí)間。 為了表示某放射源的放射性強(qiáng)弱，人們引入放射性活度A，定義為： 放射物在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)目依此定義有第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 可見(jiàn)，放射物的放射性活度也是按指數(shù)規(guī)律衰減， 某放射物的A ，不僅與它的半衰期有關(guān)，還與t時(shí)刻的N 有關(guān)?？梢?jiàn)，A反映了放射源的強(qiáng)弱。A的單位是：次核衰變/秒1貝克勒爾（Bq）=1次核衰變/秒1居里定義： 第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 的放射性活度約為 定義：某放射源的放射性活

5、度A與其質(zhì)量的比，即 表示了放射源樣品的純度，因?yàn)楫?dāng)A一定時(shí),越小，純度越高，而越大，純度越低。目前生產(chǎn)的 的比活度為因此這種不純的要想達(dá)到至少需要1.714克。比如，1克純的 第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律（5) 比活度的放射性活度，通過(guò)的測(cè)量可以求得它的 先測(cè)某一時(shí)刻的它的，再測(cè) 所經(jīng)歷的時(shí)間t，該t就是它的 ，但是對(duì)于放射物，這種方法是行不通的。對(duì)放射性核素來(lái)說(shuō)，是一個(gè)很重要的量 知。方法第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律的測(cè)定（6) 半衰期特別長(zhǎng)的 ，取 740次衰變/min12.33Bq由 可得故我們可以用如下的方法進(jìn)行測(cè)量。例如，對(duì)于測(cè)它的，可得第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 比如質(zhì)子半衰期 解：依題意

6、產(chǎn)次衰變/月次衰變/年，假設(shè)每月測(cè)到一個(gè)質(zhì)子衰變，需要多少水呢？A=1第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律可見(jiàn)，要50多噸水，每月才能觀察到1次核衰變。 我們知道，H2O的分子量是18，即18克水中含有6.021023個(gè)水分子，而每一個(gè)H2O含有10個(gè)質(zhì)子，所以18克水中含有6.02102310質(zhì)子，所以N個(gè)質(zhì)子對(duì)應(yīng)的水質(zhì)量為? 第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 1、放射性衰變的位移定則衰變 衰變稱始祖元素，半衰期最長(zhǎng)。其中 稱為母核， 稱為子核。 某種元素X，經(jīng)放射性衰變，變成B，如果B還是放射性的，又變?yōu)镃，依次下去， 直到變?yōu)橐环N穩(wěn)定元素，就不再變了，則一系列元素構(gòu)成一個(gè)放射系。第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 2

7、天然放射系 二、放射系 該系從（釷）開(kāi)始經(jīng)6次 衰變，4次衰變成 (鉛) ; 該系從 (镎)開(kāi)始經(jīng)7次 ，4次 衰變成 （硼）; 該系從 (鈾)開(kāi)始經(jīng)8次 ，6次 衰 變成 （鉛）； 研究發(fā)現(xiàn)，自然界的放射性元素分成四個(gè)放射系，它們分別是（2）镎系（A=4n+1系）（1）釷系（A=4n系）（3）鈾系（A=4n+2系）第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 該系從 (鈾)開(kāi)始經(jīng)7次 ，4次 衰變成 （鉛）。 由上面的討論我們看到，衰變從始祖元素開(kāi)始，是連續(xù)發(fā)生的，取一個(gè)衰變系中任一元素來(lái)看，它一方面從它的母體中得到補(bǔ)充，另一方面又向它的子體衰變。我們定義AB C 的過(guò)程是一個(gè)級(jí)聯(lián)衰變。（4）錒系（A=4n+3

8、系）以上各系中，4n+x系表示所有核素的A均可表為4的整數(shù)倍加x。注：第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 3.簡(jiǎn)單級(jí)聯(lián)衰變的規(guī)律 在級(jí)聯(lián)衰變中，每一級(jí)向下的衰變都滿足上述指數(shù)規(guī)律因此故t時(shí)刻,A的減少量為B的減少量為考慮到A不斷向B補(bǔ)充，所以B的純“增量”為 式中NB是包括得到補(bǔ)充后，尚未衰變的B核數(shù)目。(1)第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律的一階非齊次線性方程.上式中我們?cè)O(shè)上式的特解為該方程是關(guān)于代入得即特解為：第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律根據(jù)微分方程理論，它的通解可看成方程的一個(gè)特解和相應(yīng)齊次方程的通解的迭加。齊次方程當(dāng)子核壽命遠(yuǎn)小于母核壽命時(shí)，它的通解為所以式為了滿足初始條件故原方程的通解是此時(shí)近似有：第四節(jié)

9、：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律的通解可以表示為 設(shè)某時(shí)刻未衰變的核為，則 式中P是人工生產(chǎn)率. 即子核與母核有相同的衰變規(guī)律，這為我們保存短壽命子核提供了一個(gè)有效方法-母、子同存。上式化為： 在二千多種核素中，有1600多種是人工方法制造的，人們?cè)谏a(chǎn)放射性核素時(shí)，生產(chǎn)的同時(shí)，衰變也在發(fā)生，怎樣達(dá)到一個(gè)最佳的產(chǎn)出率呢？一方面，某種核素由于生產(chǎn)在增加，另一方面它也在衰變。第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律 4.同位素生產(chǎn)由此式可見(jiàn)， 時(shí)， 時(shí)，故上面方程的解為這是一階非齊次常微分方程，設(shè)方程的一個(gè)特解是 ，代入得，齊次方程的通解為代入初始條件解得 生產(chǎn)出的放射性同位素的放射性活度為放射性活度A并不隨核反應(yīng)的繼續(xù)而增加

10、。當(dāng) 后，；第四節(jié)：衰變及其統(tǒng)計(jì)規(guī)律第五節(jié)： 衰變 設(shè)衰變過(guò)程的母核、子核和 粒子的靜質(zhì)量分別是mX,mY,mZ，則衰變前后，系統(tǒng)的總能量差為 (1) 因?yàn)樗プ兪亲园l(fā)的，所以要使衰變得以發(fā)生，必須 這就是 衰變的條件1.衰變條件即(2)一、 衰變發(fā)生的條件及衰變能的測(cè)量由于在許多核素表中給出的是原子質(zhì)量，而不是核質(zhì)量， 我們用mX,mY,mZ 分別表示相應(yīng)核素的原子質(zhì)量，則有(4)所以用原子質(zhì)量表示的衰變條件為(5)(3)（2）式和（5）式在形式上是完全一致的。第五節(jié)： 衰變粒子能量為實(shí)驗(yàn)中測(cè)得 ，即得 粒子的能量 。設(shè) 粒子初速度是 ， 將 源放入磁場(chǎng)中， 垂直紙面向里， 粒子將作半徑為 的

11、圓周運(yùn)動(dòng)。在 衰變過(guò)程中，出射的 粒子具有一定的速度，亦即 粒子具有一定的初能量，而 粒子具有2個(gè)單位的正電荷，所以可用如下的方法測(cè)量它的能量2.衰變能的測(cè)量則有第五節(jié)： 衰變 由此可見(jiàn)，從放射源出來(lái)的 粒子能量是不連續(xù)的一些分立數(shù)值。這些分立的數(shù)值，構(gòu)成了 能譜。1. 能譜在上述實(shí)驗(yàn)中，感光底片上得到的并不是一條感光線，而是一組分立的感光線。在衰變 有兩種能量的粒子：中例如第五節(jié)： 衰變二、核能級(jí)1. 能譜。事實(shí)上， 衰變過(guò)程中，放出的總能量 應(yīng)該由三部分組成：上面我們定義的衰變能為即衰變前后系統(tǒng)的質(zhì)量損。 再比如在衰變 中，有六種能量的粒子出射。(2)第五節(jié)： 衰變2.衰變能和核能級(jí)：式中

12、 是出射 粒子的能量， 是子核的反沖動(dòng)能, 稱衰變能. 當(dāng)子核到基態(tài)時(shí)， ，此時(shí)的衰變能才等于總衰變能 。下面我們尋求 的表達(dá)式：設(shè)衰變前母核靜止，動(dòng)量為0，所以子核反沖動(dòng)能為（3）式中 A 是母核質(zhì)量數(shù).第五節(jié)： 衰變 比如求 過(guò)程的核能級(jí)圖和可能發(fā)射的 光子能量。當(dāng)子核從激發(fā)態(tài)會(huì)到基態(tài)時(shí)便有 光子放出。在（2）式中， 是一定的，取一組分立值時(shí),由（3）式可見(jiàn)相應(yīng)的 有一系列的分立值， 因而子核激發(fā)能有一系列分立值， 對(duì)應(yīng) 的子核到了不同的激發(fā)態(tài).在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得：第五節(jié)： 衰變所以 對(duì)應(yīng)的子核到了基態(tài)，相應(yīng)的衰變能即為總衰變能相對(duì)于子核基態(tài)的高度為4.879MeV，子核激發(fā)態(tài)高度為 ,即：同理

13、所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該能觀察到能量為 的 光子。這一能量的光子在實(shí)驗(yàn)中的確被測(cè)得。第五節(jié)： 衰變習(xí)慣上自母核的能級(jí)向左下畫(huà)一帶頭的斜線表示 衰變，箭頭所指的能級(jí)就是衰變中生成的子核所處的能量狀態(tài)。 右圖通常稱為衰變綱圖；上、下兩條水平線分別為母核和子核的基態(tài)；在這個(gè)之間的所有橫線表示子核的各激發(fā)態(tài)，相應(yīng)的能量標(biāo)在橫線的一側(cè)；第五節(jié)： 衰變因?yàn)?粒子帶一個(gè)單位電荷所以可以用測(cè)量 粒子衰變能量一樣的方法測(cè)得 粒子的能量，第六節(jié)： 衰變 衰變過(guò)程中,核子數(shù)不變，所以母核和子核屬同量異位素;根據(jù)衰變過(guò)程中放出電子的不同， 衰變分為 放射性， 放射性和軌道電子捕獲 (EC)三種類型。衰變能的分布以及衰變面臨的難

14、題即1.衰變能的測(cè)量一、衰變條件及測(cè)量（1）各種能量的 粒子都有；（2） 有一極大值 。設(shè)出射 粒子動(dòng)能為 ，總能量為 ，由實(shí)驗(yàn)可以得到粒子的強(qiáng)度與能量分布曲線.則又： 解得：測(cè)得 即得 的大小。第六節(jié)： 衰變 由 衰變知核能級(jí)是量子化的， 而衰變能是一定的，等于 ，一定的衰變能在核與粒子之間分配時(shí)， 若 粒子分得的能量是連續(xù)的，那就意味著核能級(jí)也是連續(xù)的，如果核能級(jí)不連續(xù),那么在沒(méi)有核能級(jí)的地方， 系統(tǒng)能量不守恒； 衰變連續(xù)譜導(dǎo)致了下列無(wú)法解釋的難題： 2. 衰變面臨的難題（1）連續(xù)譜的出現(xiàn)與能量守恒以及核能級(jí)量子化相矛盾 第六節(jié)： 衰變那么 衰變放出的電子是從哪里來(lái)的，也是一個(gè)很難回答的問(wèn)

15、題。核的自旋角動(dòng)量是由質(zhì)量數(shù)A決定的。當(dāng)A為偶數(shù)時(shí)，自旋量子數(shù)l為整數(shù)，否則l為半整數(shù)。在 衰變中，A是不變的。所以l的整數(shù)或半整數(shù)性不變。但電子具有1/2的自旋，因此整個(gè)系統(tǒng)的角動(dòng)量不守恒。 （2）與角動(dòng)量守恒相矛盾 除此之外，根據(jù)量子力學(xué)的不確定關(guān)系，不允許有電子在核內(nèi)存在；第六節(jié)： 衰變中微子的靜質(zhì)量幾乎為0-不大于10eV；穿透本領(lǐng)極大，在原子密度為1023（個(gè)/cm）的物質(zhì)中，其平均自由程約為1016km；即使在核物質(zhì)中，平均自由程也達(dá)1km，因此，它穿越地球被俘獲的幾率是10-12，它的自旋為 1930年，泡利針對(duì)上述矛盾，大膽地提出了中微子假說(shuō)。他預(yù)言，在衰變的同時(shí)，還發(fā)射一個(gè)自

16、旋為1/2，不帶電, 靜質(zhì)量幾乎為0的粒子。 稱其為中微子,引入中微子之后，上述矛盾迎刃而解。并且人們?cè)?956年從實(shí)驗(yàn)中找到了中微子。第六節(jié)： 衰變二、中微子假設(shè)1.中微子特性實(shí)驗(yàn)測(cè)得，出射 粒子的能量是連續(xù)的，核能級(jí)是分立的，所以總衰變能在粒子,中微子和子核之間進(jìn)行分配。分配方案不外乎以下三種情況:引入中微子后，能量的分配方案第六節(jié)： 衰變 上面已經(jīng)證明，原子核中是不能存在電子的。因此 衰變時(shí)的電子是核內(nèi)臨時(shí)產(chǎn)生的，在 俘獲中，分別發(fā)生如下過(guò)程：引入中微子之后，電子的來(lái)源第六節(jié)： 衰變一般表示：仿照 衰變，我們定義這一過(guò)程的衰變能為衰變的條件為 ，即（分別為母核、子核的原子質(zhì)量）由此可見(jiàn)，

17、只有當(dāng)母核原子的質(zhì)量大于子核原子質(zhì)量時(shí)，才有可能發(fā)生 衰變。1. 衰變第六節(jié)： 衰變?nèi)⑺プ兊臈l件及衰變綱圖一般表示：衰變能條件即一般表示式中 表示核外i軌道上的電子， 表示該軌道上電子的結(jié)合能2. 衰變3.軌道電子俘獲=第六節(jié)： 衰變同衰變一樣，衰變也可以用衰變綱圖表示，習(xí)慣上用兩條橫線分別表示母體和子體的原子核基態(tài)兩線之間的距離相當(dāng)于母體和子體的能量差，從母體能級(jí)向下畫(huà)一箭頭線至子體能級(jí)表示衰變；向左下則表示電子俘獲； 而衰變則因?yàn)槟阁w原子質(zhì)量至少應(yīng)比子體原子質(zhì)量大 時(shí)才有可能，故習(xí)慣上先從母體能級(jí)垂直向下畫(huà)一線段，再折向左邊畫(huà)一箭頭表示衰變我們可以求得發(fā)生EC的條件是通常K俘獲發(fā)生的幾率

18、最大.衰變綱圖第六節(jié)： 衰變?nèi)N衰變的綱圖如圖所示第六節(jié)： 衰變第六節(jié)： 衰變 衰變變除上面講到的幾種情況之外還存在以下幾種特殊的衰變方式：()中微子吸收()雙衰變，即一次放出兩個(gè)光電子第六節(jié)： 衰變 () 延遲中子發(fā)射，即母核發(fā)生 衰變后，得到不穩(wěn)定的子核；子核又放出中子，變成它的同位素，有時(shí)緩發(fā)一個(gè)中子，有時(shí)釋放兩個(gè)中子. (4) 延遲質(zhì)子發(fā)射的 粒子發(fā)射，即母核發(fā)生衰變后，得到不穩(wěn)定的子核，以不同的幾率放出質(zhì)子和 粒子，而變成其他的核素。第六節(jié)： 衰變 X射線與射線的差別在于能量和產(chǎn)生的方式不同而已。 原子核的退激，必然伴隨有射線的放出，射線的能量就等于相應(yīng)的核能級(jí)之間的能量差。 通過(guò)上

19、面的,衰變我們知道，在,衰變過(guò)程中。有的核處于基態(tài)，也有的核處于不同的激發(fā)態(tài)。第七節(jié)： 衰變?nèi)?、衰變的一般性質(zhì) X射線產(chǎn)生于原子內(nèi)層電子的躍遷；射線產(chǎn)生于激發(fā)態(tài)原子核的退激或正、負(fù)電子對(duì)的湮滅。第七節(jié)： 衰變 衰變時(shí)的能量 - 強(qiáng)度分布曲線，本應(yīng)是一條光滑曲線，但是在曲線的某些部位卻出現(xiàn)了強(qiáng)度的尖峰。分析表明，這些電子不是衰變的電子，我們將此現(xiàn)象稱為內(nèi)變換，相應(yīng)的電子稱內(nèi)變換電子. 研究表明，內(nèi)變換過(guò)程事實(shí)上是，原子核退激時(shí)，將多余的能量直接交給了核外電子，因此內(nèi)變換電子來(lái)源于核外軌道電子。設(shè)原子核退激放出的能量是E，則內(nèi)變換的能量與 層電子的結(jié)合能 Wi 之間的關(guān)系為：第七節(jié)： 衰變二、內(nèi)變

20、換(1)定義：(2) 內(nèi)變換電子的來(lái)源 在,衰變中，子核可以到不同的激發(fā)態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，激發(fā)態(tài)的壽命是相當(dāng)短的；但也有的激發(fā)態(tài)是亞穩(wěn)態(tài)，壽命較長(zhǎng)，這些處于亞穩(wěn)態(tài)的核與處于基態(tài)的核Z和A 均相同。只是內(nèi)部能量不同，它們有不同的平均壽命和半衰期。通常稱其為同質(zhì)異能素.第七節(jié)： 衰變?nèi)?、同質(zhì)異能素 在衰變中，處于激發(fā)態(tài)的核由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)，子核與光子的總動(dòng)量和總能量是守恒的，亦即子核具有一定的反沖動(dòng)量和反沖能ER，下面我們來(lái)估算ER的大小.效應(yīng)：能量守恒：動(dòng)量守恒：第七節(jié)： 衰變四、mossbauer效應(yīng)：1. 衰變中核的反沖 其中對(duì)光子有所以有故有 某核素發(fā)出的光子，是否對(duì)該核素引起共振吸收要

21、比較能級(jí)寬度與ER的大小。 由不確定關(guān)系可以求得，核能級(jí)寬度約為：10-10 eV,可見(jiàn)，盡管ER很小，但是ER，更何況放出 光子時(shí),核帶走了一部分能量，吸收光子發(fā)生核共振時(shí)，吸收核也有一個(gè)反沖，兩次的能量關(guān)系分別為：第七節(jié)： 衰變2. ER對(duì)核共振吸收的影響可見(jiàn)，實(shí)際發(fā)射線 與要求的吸收線相差 ，吸收光子:發(fā)射光子:若 ，則可以發(fā)生共振；當(dāng) 時(shí)，不可能發(fā)生共振吸收。第七節(jié)： 衰變1958年，德國(guó)物理學(xué)家 Mossbauer發(fā)現(xiàn)： 如果將放射性核素固定在晶體中，遭反沖的就不是單個(gè)原子核，而是整塊晶體。此時(shí)由于m很大，所以 ；這時(shí)上述核共振吸收就可以發(fā)生，此稱Mossbauer效應(yīng)。第七節(jié)： 衰

22、變3. Mossbauer效應(yīng) 例如，它對(duì)能量精度可以達(dá)到10-13數(shù)量級(jí)，相當(dāng)于測(cè)量地球到月亮之間的距離精確到0.01mm. Mossbauer效應(yīng)在高精度測(cè)量中，得到廣泛的應(yīng)用。 例如半徑為R的某星球放出光子， 因?yàn)轱w離星球時(shí)要克服星球的引力勢(shì)做功， 因此在遠(yuǎn)處接收到的光子能量較飛離時(shí)要小， 即發(fā)生紅移，紅移量一般小于10-10量級(jí)， Mossbauer效應(yīng)可對(duì)它作精確測(cè)量。 Mossbauer效應(yīng)在物理、化學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、冶金學(xué)等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。第七節(jié)： 衰變 人類第一次發(fā)現(xiàn)核反應(yīng)是在1919年由Rutherford觀察到的。他在研究214Po (釙）發(fā)射的粒子時(shí)發(fā)現(xiàn)，出射的

23、粒子射程都在7cm左右。但有的粒子射程竟達(dá)40cm,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了粒子衰變能所能前進(jìn)的距離。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，Rutherford認(rèn)為, 長(zhǎng)射程的不是粒子而是質(zhì)子，他認(rèn)為粒子同空氣中的氮發(fā)生了核轉(zhuǎn)變過(guò)程： 第八節(jié):核反應(yīng)這是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)核反應(yīng).一、核反應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 同年在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子。從1934年起，開(kāi)始了用中子照射包括鈾在內(nèi)的許多元素，并發(fā)現(xiàn)了核裂變。此后，關(guān)于核反應(yīng)的研究迅速發(fā)展起來(lái)。 1931年，世界上第一臺(tái)荷電粒子加速器投入運(yùn)行，1932年，實(shí)現(xiàn)了人工加速質(zhì)子轟擊7Li的反應(yīng)：第八節(jié):核反應(yīng)簡(jiǎn)示為 式中：T為靶核；i為入射粒子；R為剩余核；l為出射輕粒子。i和l可以是粒子，質(zhì)子、中子、氘

24、核、光子等。第八節(jié):核反應(yīng)二、核反應(yīng)的表示及守恒定律1.核反應(yīng)的一般表示：（1）電荷數(shù)守恒，式中（4）動(dòng)量守恒（3）總能量守恒（總質(zhì)量并不守恒）6）宇稱守恒第八節(jié):核反應(yīng)2.核反應(yīng)遵從的守恒定律（2）質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）守恒（5）角動(dòng)量守恒和則總能量守恒得即Q可以用兩種方法求得 設(shè)I,T,l,R 的靜質(zhì)量和動(dòng)能分別為定義反應(yīng)能為（1）（2）第八節(jié):核反應(yīng)三、Q方程1、核反應(yīng)能的定義及吸、放能反應(yīng)由于核質(zhì)量表示為反應(yīng)前后的總質(zhì)子與中子數(shù)是相同的，若Q0稱放能反應(yīng)；Q60%。尤其在急性傳染性疾病流行期間90%.正常體溫 3637.4 低 熱 37.537.9 中度發(fā)熱 3838.9 高 熱 3941

25、超 高 熱 41 以上 疾病的嚴(yán)重程度與體溫高低不成正比！熱型 稽留熱:24h體溫波動(dòng)1,敗血癥、類風(fēng) 濕、肝膿腫、粟粒性肺TB 間歇熱:瘧疾、間日瘧、三日瘧 波浪熱:黑熱病 不規(guī)則熱:白血病、淋巴瘤 雙峰熱: 24h內(nèi)體溫有兩次波動(dòng)，脊髓灰 質(zhì)炎、黑熱病 兒童時(shí)期的體溫改變不象成人一樣典型，且抗生素的過(guò)早應(yīng)用，糖皮質(zhì)激素的濫用，致多種疾病的熱型發(fā)生改變，但掌握特殊疾病的典型體溫曲線對(duì)疾病的鑒別診斷仍有意義！只有產(chǎn)熱散熱保持動(dòng)態(tài)平衡,肌體才能維持正常體溫,小兒年齡愈小,體溫調(diào)節(jié)中樞發(fā)育愈不完善,體溫愈容易波動(dòng),可因多種因素致生理性體溫升高,如哭鬧、喂奶、衣被過(guò)厚、天氣炎熱。 發(fā)熱是機(jī)體本身抵抗

26、病原微生 物侵襲, 適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境溫度變化, 保護(hù)機(jī)體的一種生理性防御反應(yīng). 發(fā)熱僅僅只是一個(gè)癥狀在兒科臨床中，同一癥狀可見(jiàn)于多種疾病，做好癥狀的鑒別診斷，尤其是識(shí)別一些急聚發(fā)生的危重癥狀，是關(guān)系到早期診斷和及時(shí)合理治療的關(guān)鍵。從不同的病理生理考慮各年齡階段發(fā)生某一癥狀的原因，結(jié)合病史、體征、必要的實(shí)驗(yàn)室檢查，才能做出正確的診斷。 小兒發(fā)熱的特點(diǎn): 熱度高低與疾病輕重程度不一定 成正比 嬰幼兒對(duì)高熱有耐受力,年長(zhǎng)兒 稍差 部分兒童(6月-6歲)高熱時(shí)可伴 驚厥病因1.感染性發(fā)熱最常見(jiàn),由各種病原體感染引起，細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng) 、螺旋體 、立克次體。2.非感染性發(fā)熱：組織破壞或壞死、結(jié)締組織、變態(tài)

27、反應(yīng)、大量失水失血、中樞神經(jīng)系統(tǒng)體溫調(diào)節(jié)失常、產(chǎn)熱多散熱少等。 病史: （詳細(xì)認(rèn)真的采集病史非常重要，兒童往往沒(méi)有主訴，家長(zhǎng)代替，如何準(zhǔn)確快速搜集有價(jià)值的病史尤其是急性傳染病流行，） 一般情況年齡1-2天新生兒脫水熱 6個(gè)月小兒麻疹少見(jiàn)、季節(jié)冬春流感 夏季腹瀉菌痢、流行病學(xué)、接觸史、預(yù)防接種史、發(fā)病急緩、熱型及熱程 。 伴隨癥狀呼吸道疾病(咳嗽、咳痰、胸痛);消化道疾病(嘔吐、腹瀉、腹痛)NS疾病(頭痛、嘔吐、驚 厥、意識(shí)障礙);泌尿系疾病(尿頻、尿急、尿痛、)體格檢查:一般情況+常見(jiàn)體征+特殊體征精神反應(yīng)、面色、神志、呼吸、生命體征化膿性扁桃體炎-扁桃體紅腫并有膿性分泌物；麻疹-科氏斑; 猩

28、紅熱-雞皮樣皮疹;川崎病-指趾端脫皮等。輔助檢查: 一般檢查+特殊檢查 +確定性檢查 血尿糞三大常規(guī) 涂片染色,血沉，培養(yǎng),穿刺活檢 肥達(dá)氏、外斐氏反應(yīng), 冷凝集試驗(yàn), 病原體抗原抗體檢測(cè), X線,超聲CT,核磁共振。血常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)升高：細(xì)菌性感染，重度燒傷，中毒，大手術(shù)后12-24小時(shí)。極度升高見(jiàn)于白血病。白細(xì)胞計(jì)數(shù)減少：病毒感染，某些細(xì)菌感染白細(xì)胞計(jì)數(shù)升高+中性粒細(xì)胞升高：化膿性疾病，白喉，乙型腦炎等。白細(xì)胞計(jì)數(shù)減少+中性粒細(xì)胞升高：病毒感染，傷寒，免役功能低下等。這里要說(shuō)明的是中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比例是有變化的 中性粒細(xì)胞 淋巴細(xì)胞出生時(shí)： 65% 30%4-6天： 相等 相等 1月

29、-4歲： 30% 60%4-6歲： 相等 相等 6歲： 50-70% 20-40%CRPCRP在正常人血清中其含量極微；在組織受到損傷、炎癥、感染或腫瘤破壞時(shí)CRP可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)急劇上升，可增高數(shù)倍或數(shù)百倍，2-3天達(dá)峰值，待病情改善時(shí)逐漸下降，恢復(fù)正常。CRP被廣泛應(yīng)用于臨床疾病的早期診斷及鑒別診斷，其升高可見(jiàn)于：1、組織損傷、感染、腫瘤、心肌梗塞及一系列急慢性炎癥性疾病，如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、全身性血管炎、多肌痛風(fēng)濕?。?、術(shù)后感染及并發(fā)癥的指標(biāo)：3、可作為細(xì)菌性感染和病毒性感染的鑒別診斷：大多數(shù)細(xì)菌性感染會(huì)引起患者血清CRP升高，而病毒性感染則多數(shù)不升高。 診斷發(fā)熱是許多疾病的常見(jiàn)癥狀,需要從

30、病史、癥狀、體征、實(shí)驗(yàn)室檢查等多方面進(jìn)行分析。急性發(fā)熱伴皮疹 麻疹、風(fēng)疹、水痘、幼兒急診、猩紅熱、 傷寒、流行性腦脊髓膜炎、手足口病,川 崎病，蕁麻疹等。水痘大多見(jiàn)于1-10歲的兒童，學(xué)齡前兒童多見(jiàn)。起病急，輕、中度發(fā)熱，體弱者可出現(xiàn)高熱。發(fā)病24小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)皮疹。為米粒至豌豆大的圓型緊張水皰，周?chē)黠@紅暈。皮疹呈向心性分布，皮疹先發(fā)于頭皮、軀干受壓部分，痛癢明顯。斑丘疹、水皰和結(jié)痂，各期皮疹同時(shí)存在。粘膜亦常受侵，見(jiàn)于口腔、咽部、眼結(jié)膜、外陰、肛門(mén)等處。蕁麻疹是一種常見(jiàn)的過(guò)敏性皮膚病，在接觸過(guò)敏原（食物，魚(yú)蝦蛋，藥物，動(dòng)物的毛屑，細(xì)菌病毒）的時(shí)候，會(huì)在身體不特定的部位，冒出一塊塊形狀、大小不一的紅色斑塊，突出皮膚，壓之腿色，這些產(chǎn)生斑塊的部位，會(huì)發(fā)生發(fā)癢 。中度以上發(fā)熱、體溫可突然升高至40。上呼吸道感染癥狀、咳嗽、流涕、流淚、咽部充血等卡他癥狀。結(jié)膜發(fā)炎、眼瞼水腫、眼淚增多、畏光。Koplik斑，本病早期特征，在出疹前2448小時(shí)出現(xiàn)，為直徑約1.0mm灰白色小點(diǎn)，外有紅色暈圈，開(kāi)始僅見(jiàn)于對(duì)著下臼齒的頰粘膜上，但在一天內(nèi)很快增多，可累及整個(gè)頰粘膜并蔓延至唇部粘膜。發(fā)熱3-4天出現(xiàn)皮疹，為斑丘疹，疹間皮膚正常，始見(jiàn)于耳后、頸部、沿著發(fā)際