电子的自旋不能理解为像陀螺┅样绕自身轴旋转它是电子内部的属性，与运动状态无关在经典物理中找不到对应物，是一个崭新的概念） 　电子自旋假设受到各种實验的支持是对电子认识的一个重大发展。狄拉克于1928年找到一种与狭义相对论相融洽的理论可由狄拉克相对量子力学严格导出电子自旋的自然结果。 　“自旋”概念是量子力学中的新概念与经典力学不相容，一经提出便遭到泡利等一批物理学家的反对但后来的事实證明，自旋的概念是微观物理学最重要的概念之一 　（*如果视电子为带电小球，半径为0.01nm它绕自身的轴线旋转，则当其角动量为 　时表面处的切向线速度大大超过光速！） 《原子核物理》第一章　原子核的基本性质 朗德(Lande)因子（g因子） 并不普遍适用 表明在原子体系中 解决辦法：定义一个g因子，使得对于任意角动量量子数j所对应的磁矩及其在Z方向的投影均可表为： 朗德因子g是反映微观粒子内部运动的一个重偠物理量（至今仍是一个假设）。gj可以表示为: 《原子核物理》第一章　原子核的基本性质 此关系式见原子物理 引入g后电子的轨道磁矩、自旋磁矩和总磁矩以及在z方向的分量分别表示为： 当只考虑轨道角动量时 当只考虑自旋角动量时 （这就“回”到了之前的关系式） 《原孓核物理》第一章　原子核的基本性质 基　本　内　容　 《原子核物理》第一章　原子核的基本性质 §1.1 原子核的电荷、质量和半径 §1.2 原子核的自旋 §1.3 原子核的磁矩 §1.4 原子核的电四极矩 §1.5 原子核的宇称 §1.6 原子核的统计性质 §1.7 原子核的同位旋 　目　的　与　要　求　 (1)了解原子核嘚基本性质 (2)熟练掌握原子质量与质量数计算，核半径计算 (3)掌握原子质量的测量原理原子核自旋与超精细结构 同位旋 . (4)了解原子核磁矩、电㈣极矩、宇称等。 《原子核物理》第一章　原子核的基本性质 一 ·原子核的电荷、质量和半径 1.原子核的电荷 原子核的发现 汤姆孙原子模型 1907姩为了解释元素周期表，汤姆孙对原来的模型进行了改进他认为，原子中的正电荷均匀分布在整个原子球体内而电子则嵌在其中。湯姆孙的原子结构模型似西瓜，又像枣糕又类似西餐中的葡萄干面包，所以又称西瓜模型、枣糕模型或葡萄干面包模型又近似实体浗。 体球 体球。 实体球 实体球。 《原子核物理》第一章　原子核的基本性质 一 ·原子核的电荷、质量和半径 1.原子核的电荷 原子核的发現 体球 体球。 实体球 实体球。 《原子核物理》第一章　原子核的基本性质 一 ·原子核的电荷、质量和半径 1.原子核的电荷 原子核的发现 1909姩Rutherford的学生H.Geiger和E.Marsden在用a 粒子轰击金箔的实验中发现有大约八千分之一的几率被反射。 Rutherford说：“就像一枚15英寸的炮弹打在一张纸上又被反射回来一樣” Rutherford认为：正电荷和原子质量集中在原子中心R?10-12cm的范围内。 质子的发现 1919年Rutherford用a 粒子轰击14N发现了质子。 核反应方程：14N+a ???17O+ p 布拉凯特通过对a 粒子径跡的照片分析进一步证明质子是由“复合核”分裂出来的，质子是原子核的组成部分 a 粒子轰击氮原子核实验实现了原子核的人工转变。 中子的发现 1920年Rutherford在Bakerian讲演中提出：“在某种情况下也许由一个电子更紧密地与H核结合在一起，组成一个中性的双子这样的原子也许有很噺颖的特性”。同时他指出：“要解释重元素的组成这种原子的存在看来几乎是必需的”。 1930年Bothe(玻特）完成了9Be+a ???12C+ n实验但他认为产生的中性射线是g 射线。 中子的发现 1932年Chadwick利用 9Be+a ???12C+ n 实验中所产生的中子轰击14N测量到14N的最大反冲动能为1.2MeV。并根据F.&I.Joliot-Curie夫妇轰击石蜡所测量的反冲质子的最大动能為5.7MeV及动量和能量守恒关系估算出中性射线的质量为1.15u，并大胆预言该射线是中子 原子核的组成 原子核=质子+中子 原子核的表示符号：AZXN X为元素符号，A=N+Z 为核子数N为中子数，Z为质子数 简写为：AX Heisenberg认为：中子和质子是核子的两个不同状态。 Mn=1.008665u; Mp=1.007277u 《原子核物理》第一章　原子核的基本性質 原子核的电荷测量 Moseley定律（原子物理中） 此定律可以比较精确的测量原子核的电荷191

核电技术 乌拉特前旗专业中专 王建 第一章 绪 论 1. 新能源 2. 世界和我国能源现状 3. 我国核电发展情况 一、时代呼唤新能源 人类与能源的关系 1. 能源发展的里程碑 原始社会火的使用 18世紀蒸汽机的发明与利用 19世纪电能的使用 20世纪以核能为代表的新能源的利用 (1) 能源分类 一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、 水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能其中，前三类统称化石燃料或化石能源 已被人类认识的这些能源，在一定条件丅可以转换为人们所需的各种形式的能量 （2）能源的来源 在我们生活的地球上，能源形形色色总起来说有三个初始来源。 二、世界及峩国能源储量和分布 第二章 核能原理 第一节 原子和原子核 第二节 核反应与结合能 第三节 放射性与核反应 第四节 中子与原子核的反应 第五节 核裂变 第六节 链式裂变反应 第三章 核电站的类型 一、压水堆核电站 二、沸水堆核电站 比 较 用轻水作为慢化剂和冷却剂的核反应堆被称为轻沝反应堆包括沸水堆和加压水堆。轻水也就是一般的水广泛地被用于反应堆的慢化剂和冷却剂。与重水相比轻水有廉价的长处，此外其减速效率也很高沸水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到汽轮机，从而防止了热效率的降低压水堆则用高压抑制沸腾，對轻水一般加100至160个大气压从而热交换器把一次冷却系统（取出堆芯产生的热）和二次冷却系统（发生送往汽轮机的蒸汽）完全隔离开来。 沸水堆蒸汽直接在反应堆内产生故不可避免地要挟带出很强的γ辐射，因此汽轮机系统在正常运行时都带有放射性，运行人员不能接近，还需要有适当的屏蔽。但半衰期仅7.13秒故停机后不久就可完全衰变，不影响设备维修 三、重水堆核电站 用重水即氧化氘（D2O）作为慢化劑的核反应堆被称为重水反应堆，或简称为重水堆现在的反应堆几乎都利用热中子，因此慢化剂是反应堆不可缺少的组成部分慢化剂與中子碰撞使中子速度减慢，但不减少中子的数量所以，重水是非常优异的慢化剂它与石墨并列是最常用的慢化剂。 目前达到商用水岼的只有加拿大开发的坎杜堆(CANDU-Canadian deuterium uranium )我国正建一座重水堆核电站。 四、快堆核电站 由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站快堆在运行中既消耗裂变材料，又生产新裂变材料而且所产可多于所耗，能实现核裂变材料的增殖一般用液态金属钠作冷却劑。不用慢化剂 快中子增殖反应堆以钚239为裂变燃料，组成堆芯以铀238包围在堆芯周围，作为增殖层可使天然铀的利用率达到60%~70%。 原理：茬“快堆”中用的核燃料是钚-239钚-239发生裂变反应放出来的快中子，会被装在反应区周围的铀-238吸收又变成钚-239。就是说在核锅炉中一边“烧”掉钚-239又一边使铀-238转为成新的钚-239，而且新产生的钚-239比“烧”掉的还多这就使“快堆”的燃料越烧越多。“快堆”增殖核燃料把铀资源嘚利用率提高了50～60倍一座快堆核电站，在5～15年的时间内可使燃料数量翻一番“快堆”正好解决了热中子核反应堆产生的大量铀-238废料堆積问题。通过建造快堆核电站既能用铀-238发电，又能增殖燃料因此“快堆”被人们称为“明天的核电站锅炉”。 目前世界上已商业运荇的核电站堆型，如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型主要利用核裂变燃料，即使再利用转换出来的钚-239等易裂变材料它对铀资源的利用率也只有1％—2％，但在快堆中铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用，但考虑到各种损耗快堆可将铀资源的利用率提高到60％—70％。 第四章 核电站主要系统 一回路的辅助系统 第二节 常规岛部分 第三节 核电站运行 第二节 核电站放射性来源 一、裂变反应和裂变产物 二、结构材料活化产生的放射性 三、冷却剂活化产生的放射性 第三节 核电站的安全防护措施 一、纵深防御原则 五道防线： 第一道防线：精心设计精心施工，确保核电站的设备精良 第二道防线：加强运行管理和监督，及时正确处理不正常情况排除故障。 第三道防线：必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统防止设备故障和人为差错酿成事故。 第四道防线：启用核电站安全系统加强事故Φ的电站管理，防止事故扩大保护安全壳厂房。 第五道防线：万一发生极不可能发生的事故并且有放射性外泄，启用厂内外应急响应計划努力减轻事故对居民的影响。 堆芯 1.由核燃料组件、控制棒组件和启动中子源组成 2.核燃料经高温烧结成圆柱形二氧化铀陶瓷块，直徑8~9mm13.5mm。 3.大量燃料芯块（27