2024年5月10日发(作者：)

原子核课程名词解释

1. α衰变：放射性核素的原子核自发地放出α 粒子而变为另一种核素的原子核的过程称

为α衰变。

2. 条件 M

Z

>M

Z-2

+M

HE

3. α粒子的能量与核能级的关系：测量母核放射出来的α粒子的能量就能确定子核能级的

能量值

4. (1)测量出母核放射出来的α粒子的所有不同能量值(E

α

)；

5. (2)由公式 Q=(A/(A-4))E

α

可分别求得相应的衰变能Q；

6. (3)根据能量守恒定律可知，子核的各激发能级的能量为母核对应两组的衰变能之差

7. β衰变：β衰变是指原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而变成另一个核

素的原子核的过程

8. β衰变的特点：β衰变发射出粒子的能量范围在几十KeV~几MeV。β衰变与α衰变

不同，它不仅在重核范围内能发生，在全部周期表的范围内都存在β放射性核素（β

放射性核素遍及整个元素周期表）

-2

b M

X(Z,A)

>M

Y(Z+1,A)

M

X(Z,A)

- M

Y(Z+1,A)

>2m

E

gui M

X(Z,A)

- M

Y(Z+1,A)

>w

i

/c

9.

10. 核衰变与核反应的能级区别：核反应过程对原子核内部结构的扰动以及牵涉到的能量变

化一般要比核衰变过程大得多。

11. 核反应是获得原子能和放射性核的重要途径

12. 原子核反应：原子核与原子核，或者原子核与其它粒子（例如中子、γ光子等）之间

的相互作用所引起的各种变化。

13. 核反应是产生不稳定原子核的最根本途径。

14. 发生核反应的条件：原子核或其它粒子（如中子、γ光子等）必须足够接近另一个原

-12

子核，一般须达到核力作用范围之内，即<10cm

15. 实现核反应的三个途径：(1) 用放射源产生的高速粒子去轰击原子核。

16. (2) 利用宇宙射线来进行核反应。(3) 利用带电粒子加速器或反应堆来进行核反应。

17. 特点：粒子种类多，能量范围大，且连续可调。能量达几百MeV~GeV/A (单核子能量)，

放射性束流技术。

18. 核反应的分类:

19. 按出射粒子分类：核散射(弹性散射和非弹性散射)和核转变

20. 按入射粒子分类：按入射粒子分类， 带电粒子核反应，光核反应：

21. 按入射粒子能量分类：分为低能核反应、中能核反应和高能核反应。

22. 按靶核的质量数A分类：轻核反应，中量核反应，重核反应

23. 核反应中的守恒定律：电荷守恒。质量数守恒，能量守恒，动量守恒，角动量守恒，宇

称守恒

24. 核反应截面的物理意义：一个粒子入射到单位面积内只含有一个靶核的靶上所发生反应

的概率，即，表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。

25. 核反应过程的三阶段描述：1、独立粒子阶段：入射粒子接近到靶核核场作用范围内，

犹如光波射到一个半透明的玻璃球一样 2、复合系统阶段：粒子被靶核吸收，发生能量

交换，入射粒子和靶核形成复合体系。3、最后阶段，在这阶段，复合系统分解成出射

粒子和剩余核。

26. 射线（核辐射）：泛指核衰变或核裂变放出的粒子，和由加速器或核反应产生的各种粒

子

27. 致电离辐射：辐射能量大于10eV量级的射线

1

28. 带电粒子辐射：重带电粒子辐射，快速电子， 非带电粒子辐射：电磁辐射，中子

29. 入射带电粒子在靶物质中的慢化过程：具有一定能量的带电粒子，入射到靶物质中，将

与物质原子发生相互作用。这些相互作用是入射带电粒子所带电荷与原子中核外电子、

原子核发生的库仑相互作用。这些相互作用引起电离或激发、散射和各种形式的辐射损

失，结果使入射带电粒子损失动能和改变运动方向。入射带电粒子在相互作用过程中逐

渐慢化

30. 载能入射带电粒子与靶物质原子相互作用的主要方式：(1)电离损失－带电粒子与靶物

质原子中核外电子的非弹性碰撞过程(2)辐射损失－带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞

过程(3)带电粒子与靶原子核的弹性碰撞(4)带电粒子与靶原子中核外电子的弹性碰撞

31. 电离过程：如果传递给电子的能量足以使电子克服原子核的束缚，则电子将脱离原子，

成为自由电子。而原子因失去了一个电子，而成为正离子。原子最外层的电子受原子核

的束缚最弱，最容易发生在最外层电子。若发射出来的电子有足够的动能，可进一步使

其它原子发生电离作用。这些高速电子被称为δ电子。

32. 激发过程：如果入射粒子传递给电子的能量较少，不足以使电子脱离原子核的吸引成为

自由电子，但可以使原子从低能态跃迁到相对高能级状态，这种过程叫激发

33. 处于高能态的原子是不稳定的，瞬间将由高能态跃迁回基态（退激）。退激时，以光的

形式释放出多余能量

34. 电离损失：带电粒子与靶原子中核外电子的非弹性碰撞，导致原子的电离或激发，是带

电粒子穿过物质时损失动能的主要方式——把这种相互作用方式引起的能量损失称为

电离损失

35. 辐射损失：当入射带电粒子与原子核发生非弹性碰撞时，以辐射光子损失其能量，我们

称它为辐射损失

36. 由入射带电粒子与靶原子核发生弹性碰撞引起入射粒子的能量损失称之为核碰撞能量

损失，我们把原子核对入射粒子的阻止作用称为核阻止

37. 核碰撞能量损失只是在入射带电粒子能量很低或低速重离子入射时，对粒子能量损失的

贡献才是重要的。但对电子却是引起反散射的主要过程

38. 带电粒子与核外电子的弹性碰撞: 受核外电子的库仑力作用，入射粒子改变运动方向。

同样为满足能量和动量守恒，入射粒子要损失一点动能，但这种能量的转移很小，比原

子中电子的最低激发能还小，电子的能量状态没有变化，在此过程中不发射辐射

39. 重带电粒子主要通过电离损失(与介质的核外电子的非弹性碰撞)而损失能量，同时使介

质原子电离或激发

40. α粒子与物质相互作用的主要形式是电离与激发

41. 带电粒子沿入射方向所行径的最大距离，称为入射粒子在该物质中的射程R

42. 射程歧离:由于带电粒子与物质的相互作用是一个随机过程，具有确定能量的带电粒

子在某种阻止介质中的射程并不是完全确定的，它也将围绕某个平均值涨落，称为射程

歧离

43. α粒子的射程特点：由于α粒子的质量大，它与核外电子的非弹性碰撞和与原子核的

弹性碰撞结果，不会引起入射粒子运动方向很大的改变，其轨迹几乎是一条直线，只是

在路程的末端略有些弯曲，因此可认为射程近似等于路程

44. 平均电离能(W)—每产生一对离子（包括原电离与次级电离），带电粒子（如α粒子）

所损耗的平均能量

45. 射线是什么：射线、韧致辐射、湮没辐射和特征X射线等，虽然它们的起源不一、能

量大小不等，但都属于电磁辐射

46. 轫致辐射：带电粒子穿过物质时受物质原子核的库仑作用(与原子核的非弹性碰撞过

2

程)，其速度和运动方向发生变化，会伴随发射电磁波，即轫致辐射

47. 辐射能量损失率：单位路径上，由于轫致辐射而使入射带电粒子在靶物质中损失的能量

48. 正电子的湮没：

49. 电离辐射：直接或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射线或粒子 (能量 ﹥

keV )α、β、γ、 x、 n、p、裂变碎片  介子等

50. 非电离辐射 紫外线、红外线、微波等这些粒子虽能够同物质发生作用但都不能使物质

发生电离效应

51. 射线与物质作用的能量损失方式：带电粒子（如α、β粒子）与物质相互作用时，主要

通过多次非弹性碰撞逐渐损失能量， α粒子：主要通过使物质电离或激发而消耗

能量，β粒子：通过物质时除了电离、激发作用外，还通过韧致辐射、散射作用而消耗

能量 射线：射线能够与物质原子发生作用，但不能直接使原子电离；有动量和能

量交换，能够产生载能次级电子，次级电子使物质原子电离（载能次级带电粒子对物质

发生电离作用）

52. 电磁辐射与物质相互作用的机制，与这些电磁辐射的起源是无关的，只与它们的能量有

关

53. 射线与物质相互作用：当E

γ

<100kev时，弹性散射或相干散射占有重要地位.当

100kev

γ

<30mev时，有三种最主要的相互作用方式：光电效应、康普顿效应、电子对

效应

54. 光电效应作用机制：光子与原子相碰撞时，光子把全部能量传递给原子，壳层中某一个

内层电子获得动能，克服原子束缚成为自由电子，而光子本身消失，这种过程称为光电

效应。光电效应中发射出来的电子叫光电子

+

55. 请说明正电子(β粒子)发生湮没辐射的过程及特点：高速正电子进入物质后迅速被慢

化，然后在正电子径迹的末端与介质中的电子发生湮没，放出光子。 或者，它与一个

电子结合成正电子素，即电子—正电子对的束缚态，然后再湮没，放出光子

56. 光电效应的条件：入射 光子的能量必须大于壳层电子的结合能 E

γ

>B

i

57. 光电子的动能: E

e

=hv-B

i

58. 原子的退激: 发射光电子后，靶原子由于内壳层出现电子空位而处于激发状态。这种激

发状态是不稳定的，靶原子可以通过两种方式退激⑴发射特征X射线⑵发射俄歇电子

59. 俄歇电子:壳层电子在跃迁过程中不发射特征X射线，而是将激发能交给外壳层的一个

电子，使它从原子中发射出来。这个电子称为俄歇电子

60. 光电效应主要发生在K壳层

61. 在康普顿效应中， 光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞，一部分能量转移给电子，

使它脱离原子成为反冲电子，而散射光子的能量和运动方向发生变化

62. 当能量≥1.02 MeV的 光子与原子核作用，入射光子转化成一对正、负电子的过程，

称为电子对效应

63. 发生电子对效应的条件：1、入射光子的能量E

γ

>1.02Mev, 2,必须在核库仑场的作用下

64. 中子的分类:慢中子，中能中子，快中子，超快中子。

65. 中子源：加速器中子源 特点：这种中子源的特点是可以在较广阔的能区内获得强度适

中、能量单一的中子束流。反应堆中子源 特点 反应堆中子源是一个体中子源，它的强

度不宜用总的中子数来描述，而是采用中子注量率来表示。 放射性（同位素）中子源

66. 中子和物质的相互作用：弹性散射，非弹性散射，辐射俘获，核裂变反应，产生带电粒

子的核反应，多粒子发射。

67. 弹性散射(n,n)：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，非弹性散射(n,n’) 中子与靶核的碰撞过程，类似于弹

3

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γ衰变。高能中子与重核的散射反应主要是非弹性散射。辐射俘获(n,γ)

中子进入原子核，被吸收后形成复合核。复合核比原来的核多了一个中子，往往处于激

发态，在回到基态时放出γ光子，核裂变反应(n,f) 中子与重原子核作用时，被靶核

所吸收/俘获之后，靶核变成了两个碎片（其它物质的原子核），同时释放出2~3个中子

和大量的能量（结合能）

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