【核反应】利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核时，由于相互作用而产生各种变化的过程叫做核反应。在核反应过程中将有能量放出或吸收。所放出或吸收的能量叫做反应能。放出能量的核反应叫做放能反应，吸收能量的核反应叫做吸能反应。历史上
轰击氮，产生了
的核反应。现在利用各种加速器和原子核反应堆，能进行上万种核反应，由此获得了千余种放射性同位素和各种介子、超子、反质子、反中子等基本粒子。任何核反应的过程都遵守能量、动量、质量和电荷等守恒定律。这方面的研究对于了解原子核的结构，基本粒子间的相互作用。以及探索新的能源等方面都有重大意义，通过裂变反应而释放出来的巨大能量在技术上已能加以控制和利用。要发生吸能反应，入射粒子的能量必须大于阈能。阈能的值大于反应能。如果入射粒子的能量小于阈能，吸能反应就不能发生。反应能的量值和符号，可以按爱因斯坦相对论的质能关系式加以确定。如果引起反应的粒子和靶核的静止质量分别为Ma和Mx，反应后产物的静止质量分别为Mb和My，根据质量守恒定律应满足下式：
Mx+Ma=My+Mb+△m
如果△m＞0，则在反应中是放出能量的。反之，当△m＜0时，反应将吸收能量。反应中放出或吸收的能量为
△E=△mc2。
【约里奥-居里】 Joliot-Curie， Jean Frederic（1900～1958年）法国物理学家。物理学家居里夫妇的女婿。对原子核物理学有重要贡献。1932年和他的妻子伊丽夫-居里（1897～1956年）合作，用放射性元素钋（Po）所产生的α射线轰击铍、锂、硼等元素，发现了前所未见的穿透性强的辐射，后经查德威克的研究，确定为中子。1934年在用α粒子轰击铅、硼时首次产生了人工放射性物质，并对裂变现象进行过研究。他们夫妇曾长期领导法国原子能委员会，并领导建成了法国第一个原子核反应堆（1948年）。
【查德威克】 Chad Wick， Sir James（1891～1974年）英国物理学家，因发现中子（1932年）而获1935年诺贝尔物理学奖。1930～1932年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铍等轻原子核时发现了穿透力极强的射线。查德威克重复这一实验并证明这是与质子质量相仿但不带电的粒子，由此而开创了原子核物理学的新时代。曾作为英国代表参加在美国原子弹的研制工作。
核的组成部分。它的静止质量为1.675×10-27千克，其半径为0.8×10-15米，与质子的大小类似。中子是1932年英国物理学家查德威克在做了用α粒子轰击硼的实验中发现的，即
单独存在的中子是不稳定的，平均寿命约15.3分，然后就衰变成质
中子不带电，易于进入原子核内部，因此在原子核物理研究中，常利用中子来引起核反应。原子核由中子和质子组成，在原子核内的中子是稳定的。中子的自旋量子数为1／2。利用中子作为入射粒子也可产生放射性同位素，例如。
C14是放射性的。它是由氮被中子照射而产生的核反应，制造出6C14放射性同位素。中子的用途很多。在核裂变中必须由中子引爆。可以用各种类型的加速器加速带电粒子并使这些加速粒子轰击适当的靶而得到一定产额的中子；也可以用天然放射物质放出的α粒子轰击Be而制造天然放射中子的中子源。如Ra－Be中子源和Po－Be中子源。它们是适当比例的镭和铍或钋和铍混在一起，用适当的容器封装而成。实际上就是用镭或钋放射的α粒子轰击铍而产生核反应而放出中子。
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【射线的防护】α粒子、β射线、γ射线以及中子，是核物理实验中经常要遇到的，在研究核反应，原子核的结构等方面，它们也是相当重要的实验手段。但是，它们对人的身体是有害的，因此在使用、接触这些射线时必须加以屏蔽和防护。然而由于各种射线的性质不同，采用的防护手段和材料各有不同。（1）对α粒子的防护：由于α粒子较大，又带有两个电子电量的电荷，因此，它的穿透本领较弱。甚至一张纸就能把它挡住，但它的电离本领较大。故在使用α放射源，或接触α射线时，主要不是考虑外防护，而是不要使α粒子进入体内。因为人的皮肤可使α粒子进入不了体内。但如果实验完不洗手就吃东西，使很多α粒子进入体内，它会使食道内壁电离而受到严重的损伤。因此，使用α放射源，要防止通过口或伤口处进入体内，不造成伤害。（2）对β射线的防护： β射线是高速运动的电子，它的穿透本领较强，但不如γ射线和中子的穿透本领强。对β射线的防护要注意它的次级效应。这是因为，高速运动的电子，与物质相互作用时，产生轫致辐射（γ光子）。特别是与重粒子相互作用，轫致辐射相当厉害。例如，在接触β射线时，为保护眼睛，应该用普通的玻璃眼镜，不能用铅玻璃或较重物质的眼镜。因为较重的物质与β射线作用，在镜片上产生非常强的轫致辐射，虽然β粒子被防护了，但其次级的射线，将会伤害眼睛。（3）γ射线的防
护：对γ射线主要是防护外照射。一般采用较重的物质，如铅等来防护。一般Co0γ辐射源，都放置在铅罐中。（4）对中子的防护：在使用中子放射源时，要特别注意。因为中子通过人体时，和人体中的一些元素发生核反应，有可能产生放射性同位素、造成内部照射，而中子的穿透本领极强。这是因为，中子不带电，不受原子核库仑场的作用。它可在原子之间的空隙中直穿而过。它和较重原子核的作用，能量减少很小。故在防护中子时均采用两层防护。内层采用较轻的物质，使和中子在碰撞中迅速减慢，使较快的中子变成慢速中子，然后再用较重的物质将其屏蔽。达到安全防护的目的。在运送中子源的罐中，内层多用石腊外部用铅或钢罐。
【辐射剂量】当辐射通过物质时，物质就要吸收辐射能。剂量就是单位质量被照射的物质所吸收辐射能的数值即
式中D为辐射剂量，E为被照射物质吸收的辐射能，M为物质的质量。辐射能在物质中的吸收，是由于辐射与物质原子中的电子相互作用而引起的，因此在估计单位质量被照射的物质所吸收的能量时，可认为只决定于电子在原子中的结合能，以及一克物质中所含有的原子数目。由此可见，同一辐射对不同的物质其辐射剂量不相同。因为剂量是以单位物质吸收能量多少来定义的。剂量不反映放射性强度的大小。辐射剂量的常用单位是拉德（rad）和伦琴（R）。一克物质吸收辐射能量为10-5焦耳时，该物质的吸收剂量是lrad。注意，拉德的数值与被照射物质的性质无关。只要1克物质吸收了10-5焦耳的能量其吸收剂量即为lrad。伦琴则不然，它的定义是：使射线通过0.001293克空气，如果在其中由电离而产生正负离子各为一个静电单位的电量，那么这些空气吸收的剂量为1R。0.001293克的空气是在标准状况下（0℃760mmHg）的一立方厘米干燥空气的质量。因为一个离子的电量的绝对值为4.8×10-10静电单位，因此要积累起一个静电单位的电量，必须在每立方厘米
谱范围内，空气的电离能可取作32.5电子伏特，故一伦琴相当于吸收的能量为
2.083×109×32.5=0.68×1011电子伏特／立方厘米空气所以 1伦琴相当于
0.68×1011×1.6 × 10-19焦耳／立方厘米
空气=0.11×10-7焦耳／cm3
一电子伏特为1.6×10-19焦耳。显然1克空气所吸收的辐射能为
= 84×10-7焦耳／克（空气）
故1伦琴实际上是1克空气从射线吸收84×10-7焦耳能量。
【示踪原子】示踪原子是将一种稳定的化学元素和它的具有放射性的同位素混合在一起。当它们参与各种系统的运动和变化时，由于放射性同位素能发出射线，测量这些射线便可确定它的位置与分量，只要测出了放射性同位素的分布和动向，就能确定稳定化学元素的各种作用。例如，将放射性磷混合在磷肥中使用，根据放射性磷在植物中的分布，便可了解植物对磷吸收的实际情况。示踪原子在生物学、医学、工业和农业等方面都有极为广泛的用途。（1）在医学上的用途：在医学上利用示踪原子主要是为了诊断病情。例如，放射性的碘化钠在人体内的作用与通常的碘化钠完全相同。这些碘元素集中在甲状腺，然后转变为甲状腺荷尔蒙，另外有些含放射性的原子能够附在骨髓、红血球、肺部、肾脏或留滞在血液中，可被适当的仪器探测出来。作为检查各部位病情的依据。（2）在工业上的应用：有些工业部门，在很多操作过程中，都应用同位素。如，在石油工业中，探测石油时，将放射性的针放入试验井或插进地中，然后再测量放射线，穿过不同的岩石被散射的情况，记录下来各处所测的辐射线，据此画出地层的剖面图。此图可告诉地质学家在何处打井较为适当。（3）在化学上的应用：在化学中的某些问题必须使用示踪原子方能解决，例如，金属离子在其盐类的溶液中自身扩散的现象，不能由其他方法加以研究。有些问题虽然原则上并不一定非要使用示踪方法，不过为了方便，也常使用示踪方法。示踪原子的应用有特殊的优点：（1）灵敏度极高。通常最灵敏的天平可以称出10-6克，最灵敏的光谱分析法可以鉴定10-9克的物质，而用示踪原子法能检查出10-14～10-1克的放射性物质，这是任何化学分析所不及的。（2）容易辨别，手续简单。用示踪原子法可以节省很多繁复的分析工作。（3）可以揭示其他方法在目前还不能发现的事实，从而得出新的正确的结论。例如用示踪原子测定平衡状态下物质运动的规律、物质的扩散等。 【中子的发现】1930年发现α粒子轰击铍（4Be9）时，产生穿透本领非常大的辐射。当时曾认为这种辐射是能量很高的γ射线。因此被误认为α粒子轰击铍的反应是
4
Be9+2He4→6C13→6C13+hν
式中6C13为碳同位素6C13的激发核。测定发生的射线在铅中的吸收，证明γ光子的能量应该为 7MeV（兆电子伏特）。 1932年，伊伦·约里奥-居里和约里奥-居里发现如果使铍射线（α粒子轰击铍放出的射线）通过石蜡板，则其电离作用大大增加。这种效应的产生是由于铍射线由石蜡中击出质子所致。铍射线从石蜡中击出的质子，在空气中的射程为40厘米，大约相当于5兆电子伏特的能量。若假定质子是由于与γ光子作用，发生弹性碰撞而被加速，则γ光子应该具有大约55兆电子伏特的能量，此值比由铅吸收得到的7兆电子伏特大很多。55兆电子伏特这个值也不与根据反应式中的质量亏损相符合。由4Be4，2He4、6C13的
原子量和轰击的α粒子的能量，能够求出按反应式进行过程对应的质量亏损等于0.01665原子量单位（相当于15.5兆电子伏特的能量）。由此可见，γ光子的能量不可能超过15.5（兆电子伏特）。查德威克证明，如果假设铍在α粒子轰击下发射出的辐射是由中性的、质量接近于质子的粒子组成的，便圆满地解释了这一放射现象，其反应式为
4
Be9+2He4→（6C13）→6C12+0n1
因为中子不带电，所以它从原子和分子的近傍飞过时同它们的相互作用很弱，这就是它的电离本领极小，而穿透本领很强的原因。中子与原子核之间的碰撞，与弹性球之间的碰撞相同，遵守能量守恒和动量守恒定律。利用此二定律可得出对心碰撞时，反冲核的速度为
式中的v′为反冲核速度，v为中子的初速度，Mn为中子的质量，M为反冲核的质量。在中子速度相同的情况下，质量为M1和M2的两个不同的反冲核的速度v′1和v′2之比为
由此式便可求出中子的质量Mn。由各对不同的核得到相同的中子质量Mn这件事实，证实了查德威克假设：铍的辐射不是光子，而是质量Mn=1.00893的中子。
【正电子】亦称“阳电子”。是电子的反粒子，基本粒子之一。常用符号e+表示。所带电量与电子相等，但符号相反；质量也与电子相同。正电子的存在最早是英国物理学家狄拉克在理论上所预言，1932年由美国物理学家安德逊在宇宙射线中发现。当能量超过1.02兆电子伏特的光子经过原子核附近时，或在放射性元素的正β衰变中都可出现正电子。当它和电子相遇时，就会被湮灭而放出两个γ光子。
【核子】组成原子核的基本粒子。质子和中子的统称。