放射物理与防护第一章核物理基础（物质的结构、核转变）第一节学习目标及学习指导一、学习目标（一）掌握内容1.放射性核素衰变的类型。

2.原子核的衰变规律。

（二）熟悉内容熟悉原子结构、原子核结构（三）了解内容衰变平衡。

二、学习指导1.从初期理论的实验基础入手展开对原子结构的介绍，通过玻尔的原子模型引入玻尔假设、氢原子的玻尔理论，得出轨道半径、能量与量子数n的关系。

核外电子结构、原子能级、原子核外壳层电子的结合能，原子核的结构、原子核的结合能。

2.核素有两大类，即放射性核素和稳定性核素。

放射性核素又分为天然放射性和人工放射性核素。

放射性核素发生衰变过程中遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律。

3.原子核的衰变规律可用衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性活度来衡量。

有些放射性核素可以发生递次衰变。

第二节习题集一、A1 型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1. 关于物质结构的叙述，错误的是A. 物质由原子组成B. 核外电子具有不同壳层C. 一般每层上的电子数最多是2n2个D. 核外的带负电荷的电子出现的几率称为“电子云”E. 最外层电子数最多不超过10个2. 关于原子核外结构的叙述，错误的是A. 原子均由原子核及核外电子组成B. 电子沿一定轨道绕核旋转C. 核外电子具有不同壳层D. K层电子轨道半径最小E. K层最多容纳8个电子3. 关于原子能级的相关叙述，错误的是A. 电子在各个轨道上具有的能量是连续的B. 原子能级，以电子伏特表示C. 结合力与原子序数有关D. 移走轨道电子所需的最小能量为结合能E. 原子处于能量最低状态时叫基态4. 下列说法错误的是A. 原子能级是指电子与核结合成原子时，能量的减少值B. 结合能表示将电子从原子中移走所需的最小能量C. 原子能级是结合能的负值D. 原子中结合能最大的电子，能级最低E. 原子能级和结合能数值相等5. 轨道半径最小的壳层是A. K层B. L层C. M层D. N层E. O层6. 最多可容纳8个电子的壳层是A. K层B. L层C. M层D. N层E. O层7. 电子伏特（eV）与焦耳（J）的的关系是A. 1eV=1.6×10-19JB. 1J =1.6×10-19 eVC. 1eV=1JD. 1eV=1.6×1019JE. 以上都不对8. 原子能级与结合能的关系是A. 原子能级是结合能的负值B. 二者绝对值相等C. 二者符号相反D. 以上都对E. 以上都不对9. 描述绕原子核运动的电子所处的状态的量子数有A. 主量子数nB. 角量子数LC. 磁量子数mLD. 自旋量子数msE. 以上都可以10. 原子中壳层电子吸收足够的能量脱离原子核的束缚变为自由电子的过程称为A. 基态B. 激发C. 跃迁D. 特征光子E. 电离11. 可以用来描述放射性核素衰变快慢的物理量是A. 衰变常数B. 半衰期C. 平均寿命D. 放射性活度E. 以上都是12. 一放射性核素经过3个半衰期的时间后放射性核素数为原来的A. 1/2B. 1/3C. 1/4D. 1/8E. 1/16 13. 放射系母体为A，子体为B，其核素数目分别为 N A(t)、N B(t)，放射性活度为A A(t)、A B(t)，达到放射平衡后A. N A(t)＝N B(t)B. A A(t)＝A B(t)C. N A(t)、N B(t)不随时间变化D. N A(t)、N B(t)的比例不随时间变化E. 以上都不对14. 放射性活度的国际单位是A. 居里B. 秒-1C. 戈瑞D. 伦琴E. 贝可勒尔15. 下列公式中错误的是A. beTTT+=B.λτ1=C.TtNN⎪⎭⎫⎝⎛=21D.λ2ln=TE.teAAλ-=16. 关于放射性核素衰变的说法错误的是A. 放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素B. 人工核素主要由反应堆和加速器制备C. 放射性核素衰变过程遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律D. 放射性衰变是放射性核素本身的特性E. 放射性核素所放出的射线种类都是单一的17. 原子核数因衰变减少一半所需的时间是A. 平均寿命B. 衰变常数C. 放射性活度D. 半价层E. 半衰期18. 贝可勒尔（Bq ）与居里（Ci ）的关系是A. Ci Bq 11=B. Ci Bq 10107.31⨯=C. Ci Bq 9107.31⨯=D. Bq Ci 9107.31⨯= E. Bq Ci 10107.31⨯= 19. 在电子俘获过程中，可能出现外层电子填补内层电子空位，而产生A. 特征X 线B. 俄歇电子C. 轫致X 线D. γ光子E. A+B二、A2 型题：试题由1个简要叙述作为题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1. 氢原子光谱的谱线系可用一个通式表达为A. ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2211n KR H νB. ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-2211K nR H ν C. ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-221n K R H νD. ⎪⎭⎫⎝⎛-=-221n K R H νE. ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-2211n KR H ν 2. 在原子中，电子带负电荷，原子核带正电荷，原子核对电子的吸引力称为结合力，距核愈近的电子结合力愈大，移动该电子所需要的能量愈大。

反之，亦然。

移走原子中某轨道电子所需要的最小能量就叫做这个电子在原子中的 A. 电离能 B. 激发能 C. 能级 D. 动能 E. 结合能3. 一种核自发的变成另一种核，其质量数不变，而原子序数在元素周期表中向前或向后移一个位置，这是A. α衰变B. γ衰变C. β+衰变D. β-衰变E. β衰变4. 原子核由激发态回到基态时，把全部能量交给核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子，这一过程称为A. 电子俘获B. 光电效应C. 轫致辐射D. 俄歇电子E. 内转换5. 无论是电子俘获还是内转换过程，由于原子的内壳层缺少电子而出现空位，外层电子将会填充这个空位，因此这两个过程都将伴随着发射A. 特征X线B. 俄歇电子C. 轫致X线D. γ光子E. A+B6. 如果母核俘获一个K层电子而变为原子序数减1的核，这个过程叫K 俘获。

如果母核俘获L层电子，叫做俘获A. K电子俘获B. L电子俘获C. M电子俘获D. N电子俘获E. O电子俘获7. 处于激发态的原子核有两种释放能量的方式，即A. 发射γ射线B. 内转换C. 光电效应D. 电子俘获E. A+B三、A3 型／A4 型题：试题叙述一段文字，然后提出2～3个相关问题，每个问题均与上述文字有关，但测试要点不同，而且问题之间相互独立。

请你从相关问题中选择1个最佳答案。

（1～7题共用题干）物质由原子组成，每个原子均由原子核及电子组成，电子由于受原子核的吸引力沿一定的轨道绕核旋转。

核外的电子因距离核远近不同而具有不同的壳层。

每个可能轨道上的电子都具有一定的能量，且电子在各个轨道上具有的能量是不连续的。

1. 电子的能量是A. 动能B. 势能C. 零D. 正值E. 动能和势能之和2. 原子核对电子的吸引力是A. 基态B. 跃迁C. 激发能D. 电离能E. 结合力3. 表征原子的能量状态的称为A. 轨道半径B. 结合能C. 电离能D. 激发能E. 原子能级4. 移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量是A. 高能级B. 激发能C. 电离能D. 结合能E. 跃迁5. 原子处于最低能量状态叫A. 激发态B. 第一激发态C. 第二激发态D. 跃迁E. 基态6. K层最多可容纳的电子数为A. 18B. 10C. 8D. 1E. 27. 同一原子中，电子结合能最大的壳层是A. L壳层B. N壳层C. M壳层D. O壳层E. K壳层四、B1 型题：试题开始是3～5个备选答案，备选答案后提出至少2道试题，请为每一道试题选择一个与其关系密切的答案。

每个备选答案可以选用一次，也可以选用数次，也可以不选用。

A. 主量子数B. 角量子数C. 磁量子数D. 自旋量子数E. 电子壳层1. 决定原子能级的主要因素是2. 决定轨道量子数的是3. 决定电子的自旋状态的是4. 决定同一电子壳层中电子具有的能量及运动形式的是5. 原子系统的量子态分为许多层，每层都有许多量子态，可以容纳许多电子，所以称为【参考答案】一、A1 型题1.E、2.E、3.A、4.E、5.A、6.B、7.A、8.D、9.E、10.E、11.E、12.D、13.D、14.E、15.A、16.E、17.E、18.E、19.E二、A2 型题1.E、2.E、3.E、4.E、5.E、6.A、7.E三、A3 型／A4 型题1.E、2.E、3.E、4.D、5.E、6.E、7.E四、B1 型题1.A、2.C、3.D、4.B、5.E第二章 X线的产生第一节学习目标及学习指导一、学习目标（一）掌握内容掌握X线的性质、产生条件、产生原理、产生效率、X线的强度概念及空间分布、能谱。

（二）熟悉内容1.X线的发现。

2.阳极效应的定义及应用。

（三）了解内容电子与物质的相互作用。

二、学习指导1895年11月德国物理学家伦琴发现了X线。

X线本质是波粒二象性，具有物理、化学、生物效应三方面的特性。

高速带电粒子撞击物质而受阻突然减速时产生X线。

产生连续X线、特征X线的物理过程。

X线强度由光子数目和光子能量两个因素决定。

X线的产生效率是在X线管中产生的X线能与加速电子所消耗电能的比值。

薄靶、厚靶周围X线强度的空间分布。

X线能谱。

第二节习题集一、A1 型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。

1. 发现X射线的物理学家是A. 贝克勒尔B. 居里夫人C. 戈瑞D. 拉德E. 伦琴2. 德国物理学家伦琴发现X射线的时间是A. 1901年11月8日B. 1895年12月8日C. 1898年8月11日D. 1896年11月8日E. 1895年11月8日3. 产生X射线的必备条件是A. 电子源B. 高速电子流C. 阳极靶面D. 以上都是E. 以上都不是4. 关于X线产生条件的叙述，错误的是A. 电子源B. 高速电子流C. 阻碍电子流的靶面D. 高速电子与靶物质相互作用的结果E. X线管的靶面均由钼制成5. X线管的靶面材料通常是A. 铁B. 钼C. 金D. 铜E. 钨6. 软组织摄影用X线管阳极的靶面材料是A. 钨B. 铁C. 金D. 铝E. 钼7. 与连续X射线的最短波长有关的是A. 管电流B. 照射时间C. 电子电量D. 光子数量E. 管电压8. 对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压最大的是 A. K 层 B. L 层 C. M 层 D. N 层 E. O 层9. 连续X 线的最短波长为 A. ()m kV U 24.1min =λ B. ()nm kV U 4.12min =λ C. ()m kV U μλ24.1min = D. ()pm kV U 24.1min=λ E. ()nm kV U 24.1min =λ 10. 下列叙述错误的是A. 管电压越高，产生的X 射线最短波长越短B. X 射线的最短波长对应于最大光子能量C. 管电压越高，X 射线的产生效率越大D. 阳极靶物质的原子序数越大，X 射线的产生效率越大E. 管电流越高，X 射线的产生效率越大11. 能量80keV 的电子入射到X 射线管的钨靶上产生的结果是A. 连续X 射线的最大能量是80keVB. 特征X 射线的最大能量是80keVC. 产生的X 射线绝大部分是特征X 射线D. 仅有1%的电子能量以热量的形式沉积在钨靶中E. 以上都是12. 关于特征X 线的叙述，正确的是A. X 线波长仅与管电压有关B. 管电压升高特征射线的百分比减少C. X 射线谱是连续能量谱D. 电压升高特征放射能量增加E. 内层轨道电子发射出的X 线为特征放射13. X 线发生效率的公式是A. η=KZ /UB. η=KZ 2UC. η=KZ U 2D. η=K 2ZUE. η=KZ U14. 影响连续X 射线产生的因素是A. 靶物质B. 管电流C. 管电压D. 高压波形E. 以上都是15. 下列叙述正确的是A. 连续X射线强度与靶物质的原子序数成反比B. 连续X射线强度与管电流成反比C. 连续X射线强度与管电压成正比D. 连续X射线强度与高压波形无关E. 以上都不对16. 关于X线强度分布的叙述，正确的是A. 与靶面倾斜角度无关B. 阴极端X线强度弱C. 照射野内分布均匀D. 与靶面状况无关E. X线管短轴方向两侧对称17. 下列叙述错误的是A. 高速电子碰撞阳极靶面产生的X射线分布与阳极倾角有关B. 近阳极端X射线强度弱，近阴极端X射线强度强C. 阳极倾角越小，阳极效应越明显D. 阳极倾角指垂直于X射线管长轴的平面与靶面的夹角E. 以上都不对18. 关于X线物理效应的叙述，错误的是A. 穿透作用B. 电离作用C. 荧光作用D. 热作用E. 着色作用19. 计算150kV的管电压产生的X 射线的最短波长A. 0.012399nmB. 0.020665nmC. 0.016532nmD. 0.024798nmE. 0.008266nm二、A2 型题：试题由1个简要叙述和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。