引入

为什么同样是碳元素,碳-14 能用于考古断代?

为什么核反应释放的能量比化学反应大得多?

为什么有些原子核不稳定,会自发衰变?

原子核只占原子极小的空间,却集中了几乎全部质量,也储存着比化学键大几个数量级的能量。核物理研究的就是这个尺度的结构和变化。

它与化学的区别很直接:化学反应改变的是原子之间的组合方式,核反应改变的是原子核本身。

定义

核物理学研究原子核的组成、结构、衰变和核反应规律,以及核能的释放与利用。

目录

核素与符号

核素 整理质子数、中子数、质量数的关系,核素符号的表示方法,以及同位素在断代、核能和医学中的应用。

需要理解的核心内容:

  • 核素、同位素、同位素丰度
  • 质量数与质子数、中子数的关系
  • 核素符号的上下标含义
  • 碳-14 断代的原理与衰变公式
  • 同位素化学性质相同、核性质不同的原因

放射性

天然辐射 整理天然放射性来源、辐射类型和剂量防护。α、β、γ 射线的穿透能力和生物效应是重点。

需要理解的核心内容:

  • α、β、γ 射线的本质和穿透能力
  • 天然辐射的三个主要来源
  • 剂量单位(Bq、Gy、Sv)的含义
  • 辐射防护三原则

放射性衰变

放射性衰变 整理 α、β、γ 三种衰变的核素变化、半衰期公式和统计本质。

需要理解的核心内容:

  • 三种衰变的方程与周期表位置变化
  • 半衰期的统计意义
  • 中微子在 β 衰变中的作用

结合能与核能

结合能 整理质量亏损、核力和比结合能曲线。

核裂变与核聚变 整理链式反应、临界质量、库仑势垒与劳森判据。

需要理解的核心内容:

  • 质量亏损与 =\Delta mc^{2}$
  • 比结合能峰值在铁附近的意义
  • 裂变与聚变的放能机制
  • 聚变为何需要极高温度

化学侧的相关内容见核化学基础。

引出

结合能曲线如何解释裂变和聚变都能放能?

半衰期为什么是统计规律,而不是单个核的确定寿命?

核废料处理面临哪些物理和工程问题?