一、原子核

　　原子核（nucleus)是由带正电的质子（proton)和不带电的中子（neutron)组成，质子和中子统称为核子(nucleon)。在中性原子中，原子核内的质子数等于核外电子数，也代表核电荷数，称为原子序数，用Z表示。原子核内的质子数与中子数之和称为质量数，用A表示。原子核内的中子数即为A-Z，若以X代表某种元素，则 ^A_ZX表示元素的原子核组成。

　　（一)元素（element)：原子核内具有相同电荷数的同一类原子称为元素。

　　（二)核素（nuclide)：原子核内质子数、中子数完全相同的一类原子称为核素。³²P和⁶⁰Co等具有放射性，称为放射性核素。

　　（三)同位素（isotope)：一种元素可以包含多种核素，这些原子核中的质子数都相同，但中子数不相同。同一种元素的各种核素又称为同位素，因为它们在“元素周期表”中占同一位置，例如：¹H、²H、³H是不同的核素，但它们都是氢元素，故把它们叫同位素。医学.全在.线www.med126.com

　　（四)同质异能素（isomer)：两种核素若中子数和质子数都相同，而仅仅是能量状态不同，被称为同质异能素。例如：⁹⁹Tc^m与⁹⁹Tc是同质异能素。

　　二、质量、能量守恒和原子核结合能

　　（一)质量亏损（mass defect)

　　原子核是由中子和质子组成，但原子核的质量与核内中子的质量和质子的质量之和并不相等。例如：

　　氦原子的质量M()＝4.002603原子质量单位（u)

　　氢原子的质量M()＝1.007825u

　　中子的质量M(n)＝1.008665u

　　氦核（)是由2个质子（即2个氢原子)与2个中子组成的，把2个氢原子和2个中子的质量相加为：

　　2×M()＋2×M(n)＝2×1.007825u＋2×1.008665u＝4.032980u与氦（)的原子量不相等，其差值为：

　　△M＝[2M（)＋2M(n)]－M（)＝4.032980u－4.002603u＝0.030377u

　　以上计算表明，当二个中子和二个质子组成一个氦核时，要损失△M＝0.030377u的质量。对于其它所有的原子核，都可通过计算证明，原子核的质量并不等于其核内中子质量和质子质量之和，△M即为“质量亏损”。

　　（二)核力（nuclear potential)

　　原子核是由核子(中子和质子)组成的，在核内的核子间还存在着一种特殊的相互作用力——核力。它的特性是：核力是“短程作用”的力；核力作用与核子带不带电无关；核力具有“饱和”的性质，一个核子只能与邻近的、而不能同所有的核子都起相互作用。

　　原子核是由核子依靠核力相吸而紧密地结合在一起构成。核子在组成原子核时，必然会对外作功，即放出能量。

　　（三)质量和能量联系定律

　　质量和能量是物质同时具有的两种属性。任何具有一定质量的物质必然与一定的能量相联系。

　　设：E＝能量（J)，M＝质量（kg)，C＝光速（3×10⁸m/s)，则E＝MC²

　　在任何有能量变化的场合总是伴随着有质量的变化。同样如果任何物质的质量改变了，那么它相应的能量也发生改变。

　　（四)原子核结合能（binding energy of nucleus)

　　若干个核子结合成原子核时释放出来的能量叫该原子核的结合能。结合能越大，表示核子结合成原子核时放出的能量也越大，也表示这个核结合得越紧。原子核的结合能与核的质量数（即核子数)的比值称为“核子的平均结合能”（图1-1)。

图1－1　核子平均结合能曲线

　　对于质量数为中等数值的那些原子核，每一个核子的平均结合能最大；而质量数较大的重核区，或较小的轻核区的原子核中，核子的平均结合能都比较小，因此，当重原子核分裂成中等质量的核时，核子在较轻的核内会结合得更紧密，就可能会大量释放能量；当两个较轻的核发生聚合时，释放出的能量更大。

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