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原子核 → 核技术（李云召）

原子核

• 道尔顿、门捷列夫（原子 - 分子说）
• 原子核式模型：$10^{-10}$ 原子，$10^{-15}$ 飞米（原子核），小、多
• 原子核 = 核子（中子 / 质子）
• 核素图：$\alpha H^4$，$p^+$ 质子正电子，中子数 $N$ → 质子数 $Z$
• 天然 339，人造 3838（核素）

结合能

• $\Delta m(Z,A) = (Z m_p + N m_n) - m(Z,A)$ → 减小质量以获能
• $B(Z,A) = \Delta m(Z,A) \cdot c^2$（$E=mc^2$）→ 结合能
• 平均 $E(Z,A) = B(Z,A) / A$ → 质量数（$A$）

把重的分裂成轻的 → 释核能（从低到高）；能量大 $\Leftrightarrow$ 聚变、裂变

• $1\ \text{kg}\ ^{235}\text{U}$ 完全裂变释放：$2,700,000\ \text{kg}$ 标准煤 → 裂变
• $1\ \text{kg}$ 水中的氚：聚变燃烧 = $300\ \text{L}$ 汽油 → 聚变

核反应

\ce{^{196}_{80}Hg + ^1_0n -> ^{197}_{80}Hg -> ^{197}_{79}Au + ^0_{+1}e}（β⁺衰变）

有核国家：可将 $\text{DU8}$ 中提取 $\text{U5}$，$\rho$ 质子、$n$ 中子、$\nu$ 中微子

核技术

核武器

• 一代：铀、钚原子弹
• 二代：氢弹
• 杀伤力：
  ① 光辐射：高温度
  ② 冲击波：声波振动至真空—非稳
  ③ 贯穿辐射
  ④ 放射性污染
• 三代：选择性增强 / 抑制：中心弹、电磁脉冲弹

核电

• 四代：突破《全面禁核试验》… 明、金属氢、γ弹…
• 总用电：$5\%$（美），$15\%$（法），$75\%$（龙一号（脏三代））

核动力

• 核动力航母、核动力潜艇（不用换氧）
• $300$ 米以下难操作，$1000$ 米以下无法操作
• 核动力导弹

核探测

核医学

• CT、MRI

核农学

• ① 辐照育种
• ② 病虫害

中子活化分析

光绪皇帝头发中砷超标

核辐射

100mSv 以下安全，$4000\ \text{mSv}$ 死了

• 香蕉：核截面，核辐射符号