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放射化學(第四版)

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    內容簡介

    本書為兼顧理論與實用,並考量內容的廣度和深度,適用於大專院校原子科學系及放射技術、醫學影像、化學、生技、醫檢、核工等相關科系做為課程教科書,亦適用於醫事放射師國考。章節設計上力求內容簡明嚴謹而不失精確,篇幅廣泛多元而不失凌亂,相關文字之敘述亦注意口語化及順暢。
      此外,為提昇讀者學習的興趣及學習的效果,且能易於抓住各章節重點,本書亦於各章篇末附錄各類練習題,內容包含原理、計算與應用實務,並以選擇、填充、申論或計算等多元方式呈現,期能達到溫故知新並收事半功倍之成效。
      第四版仍延續一~三版原有之章節規劃,增列彩色元素週期表與元素相關電子組態表以及醫用放射同位素表(附錄D)部分內容,方便讀者參閱。
      另外並針對游離輻射防護法規依據最新資訊更新及修訂,每章節練習題亦增加及搜集國內外大專院校、國家考試、證照考試等題目,附上詳細解說提供練習及參考,如第六章與第十章。

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    作者介紹

    葉錫溶、蔡長書

    葉錫溶
    學歷:
    國立臺灣大學 理學士
    美國南加大 碩士
    美國辛辛那堤大學 博士
    經歷:
    國立清華大學教授、長庚大學兼任教授
    曾任國立清華大學代校長、原子科學院院長、原子科學技術發展中心主任、原子科學研究所所長

    蔡長書
    學歷:
    國立臺灣師範大學 理學士
    國立清華大學 碩、博士
    經歷:
    慈濟護理專科學校 放射技術科主任兼輻防委員會執行秘書
    慈濟技術學院放射技術系 主任兼輻防委員會 執行秘書、教務長
    慈濟大學、國立花蓮教育大學、中台科技大學 兼任副教授
    中華民國醫事放射學會 理事、國際學術委員、繼續教育委員
    慈濟科技大學 醫學影像繼放射科學系所 主任、所長
    現職:
    慈濟科技大學 醫學影像暨放射科學系、放射醫學科學研究所 副教授

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    各界推薦

    媒體推薦
    江序
      核能、原子能有三大應用,即核武、核電及同位素和放射線之應用,前者為軍事用途,後兩者則為和平用途,此三大應用對人類社會均造成巨大、深廣之影響。世界著名的物理學家恩立克‧費米(EnricoFermi)在第二次世界大戰剛結束不久的一次原子能和平用途國際研討會上即很有遠見的預測,由同位素和放射線技術誘發科學造成的成果將較核武和核電更為壯觀,證諸事實發展,確屬先見之明。今日同位素和放射線在醫、農、工、礦各行業,考古、地質、海洋、天文、物理、化學、材料、環境各學科領域之應用真是蓬勃發展不斷膨脹,對人類社會做出實質貢獻。「放射化學」這門課便是教導學生從事同位素與放射線應用所需具備的基礎知識。
      葉錫溶教授為國內放射化學界開山始祖,從事放射化學研究、教學數十年,曾任清華大學代理校長、原子科學院院長、原子科學技術發展中心主任、原子科學研究所所長,桃李滿天下。於原子科學系教授退休後仍孜孜不倦繼續授課,並利用課後時間與其高足蔡長書教授,將任教多年之教學講義與研究資料整理成「放射化學」教科書出版,嘉惠學子,為國內原子能和平用途推廣人才培育貢獻心力,一代宗師風範令人由衷敬佩。
     
    國立清華大學 原子科學院 江祥輝 教授
      
      
    洪序
      化學是一門研究物質及其變化的自然科學,舉凡物質的種類、來源、組成、結構、性質及反應等都是研究的題材和領域。同時,它也觸及我們生活各個層面。幾百年來,透過化學的研究已不斷累積人類對自然科學的知識和經驗,同時也促進其它相關領域科學之進展,如生物學、基礎醫學等。此外,應用化學理論之實務與成果,不但提昇人類整體生活品質,對一個國家、社會各項經濟、醫療發展等更產生實質的助益和貢獻。
      然而,化學從哪裡開始呢?「原子學說」可說是旅程的第一站。物質是由極微小的原子所組成,而原子包含原子核與核外電子兩大部份。一般的化學反應或特性,如分子幾何與鍵結、化學平衡與分子動力學、氧化還原、酸鹼作用;元素活性、分子極性等,主要都取決於組成原子的核外電子,而占原子組成另一重要部份的原子核,卻遲至十九世紀末期至二十世紀中葉才慢慢受到重視和理解。這中間包含很多原子科學重大的發現和突破,如侖琴(W. Rontgen)發現X射線、貝克(H. Becquerel)發現放射線、拉塞福(E. Rutherford)原子模型與實驗結果、居里夫人(M. Curie)發現釙和鐳及對放射特性的研究、查兌克(J. Chadwick)發現中子;哈恩和史托斯曼(O. Hahn & F. Strasmann)發現核分裂以及核分裂能。加上核反應器、迴旋加速器及其他粒子加速器在這時期陸續的被開發研究與應用,更打破化學碰撞學說的藩籬與庫侖排斥力的障壁,揭開核化學的大門。
      放射化學從原子核的結構及其放射性出發,是一門探討放射物質特性及其技術之應用,以解決化學各領域問題之學門。研習內容主要包含放射性物質衰變特性;核反應與能量變化;放射性之檢測、定量、統計、分析與應用技術以及同位素在醫學、農業、工業、生命科學、物理化學、環保、天文、地理等各領域之應用。放射化學是化學的一支,其研究結合近代物理,具體推動原子與原子理論的進一步發展,其應用亦對各學門領域產生極關鍵和具效益的幫助,可說是一門極為重要的學科。
      本校前教務長蔡長書教授與國立清華大學葉錫溶教授合著「放射化學」一書,歷經兩年餘,內容豐富而多元且深入淺出,極適宜作為大學教科書以及研究所或相關領域選讀之參考書籍。此外,作者在放射化學專業領域從事教學與研究多年,學養俱豐聲譽卓著,本書自出版以來倍受大專院校放射科學相關系所莘莘學子肯定與讚賞,適逢本書四版出版在即,個人特予推薦並樂為之序!
     
    慈濟科技大學前校長 洪當明 教授

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    詳細資料

    EAN / 9789864305803
    頁數 / 447
    裝訂 / 平裝
    級別 / 普
    語言 / 繁體/中文

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    目錄

    Ch 1 原子核與核種
    Ch 2 原子核的穩定性與放射性核種
    Ch 3 放射性衰變
    Ch 4 放射性衰變之速率
    Ch 5 核反應
    Ch 6 輻射與物質之相互作用
    Ch 7 放射性偵測及其度量儀器
    Ch 8 放射計數統計
    Ch 9 放射性同位素之製備與放射性示蹤劑之應用
    Ch 10 放射性同位素在不同科技領域中的和平用途與應用
    附錄A 各章練習題解答
    附錄B 化學元素的中、英文名稱及原子量
    附錄C 常見物理量及輻射相關劑量單位
    附錄D 常見放射性同位素相關特性一覽表
    附錄E 索引
    附錄F 參考資料

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    四版序
      本書內容主要係依據恩師葉錫溶教授與我在清華大學、長庚大學、慈濟大學及慈濟科技大學、中台科技大學等校,任教「放射化學」及相關課程多年的教學及研究相關資料加以整理而成。民國四十五年清華大學在台灣新竹復校,政府並決定建造國內首座研究用核子反應器。為了配合這個重大的政策,清華大學復校後積極籌建一座一百萬瓦功率研究用水池式核反應器(THOR),同時成立原子科學研究所,招收碩士班研究生以培育原子科學的專門人才,並展開原子科學各類學術與應用相關領域的研究工作。在原子科學研究所主修「放射化學」學程的學生,基本上,他們不必具備很深的數學、物理或量子力學等背景,一般大學學生修習過微積分、普通物理、普通化學、分析化學、化學數學或物理化學等基本課程即可以選修放射化學。因此,選修這門課的學生除了本研究所主修放射化學學程的學生以外,亦常有其他相關系所的學生,例如保健物理、化學、生物、生科等研究所的學生來選修。數年前,在清大校方一系多所的政策下,原子科學研究所改制為原子科學系碩士班、博士班並增設大學部,因此放射化學被列為大學部必修課程,以銜接研究所學程之要求。國內大專院校相關或專門之學系如放射技術、醫學影像、化學、生技、醫檢、核工等科系(所),也因課程安排及教學目標之需要亦將放射化學列為必修或選修科目。
      除了上述正規學制的養成教育外,清華大學原子科學研究所亦經常舉辦各種中、短期有關核能科技理論與應用的訓練班,例如:同位素基礎訓練班,同位素在醫學、農業、工業方面的應用訓練班或相關之國際學術研討會。另外,也接受台灣電力公司委託辦理中、長期的核能基礎訓練班,做為員工的在職教育與進修。在這些訓練班或學術研討會中,放射化學的理論及同位素相關的應用技術皆是重要的教授課程和研究領域。
      本書的內容就課程設計而言,適合列入大學部相關科系組二、三年級學生的必修課程或作為高年級與研究所初期研究生選修,並銜接高等放射化學等碩、博士班學程與研究。以一學期三學分或兩學期各二個學分為宜,教師可依實際需要及開設學分數,作內容單元的取捨或增補,或規劃設計小論文與專題研究。此外,亦可提供相關產業或學術研究單位如核子工程或生物化學、醫學影像、生物科技、核子醫學以及生命科學等專業人士作為參考書籍。而本書更期盼能提供學生或有興趣的讀者一個較為完整且有系統的基本概念和認知,尤其是放射性同位素在各領域之研究與應用發展。
      本書的內容共分為十章。第一章為「原子核與核種」,簡述原子與原子核結構及原子核模型並介紹核種與相關常用術語及定義,讓初學者對原子核及核種有一較完整清晰之概念。其中,探討原子軌域與電子組態及原子核角動量與核自旋等部份,係針對普通化學中有關原子結構再作進一步闡述,相關量子理論部份教師在授課過程,可斟酌參考或略過。第二章為「原子核的穩定性與放射性核種」,介紹原子核相關的核物理與核化學特性,並討論原子核穩定性與能量的關係。第三章介紹「放射性衰變」,包含各種核衰變模式及衰變過程的守恆定律,並以實例計算說明各種核反應的能量變化。第四章為「放射性衰變之速率」,介紹放射性衰變反應之動力學以及測定放射性核種半衰期的各種實驗方法,其中也說明三種不同狀態的連續衰變平衡,包括過渡平衡、永久平衡及無平衡狀態。第五章為「核反應」,介紹有關核反應過程中各種反應機制及型態,提供學習放射化學更廣泛的理論架構和研究方向。第六章主要介紹「輻射與物質的相互作用」,包含重荷電粒子如阿伐粒子,及其他常見的放射源如貝他粒子、加馬射線及中子等與物質之相互作用模式及特性,本章亦可提供作為游離輻射之安全屏蔽設計之理論依據,同時,亦可瞭解輻射照射對物質影響之效應。第七章為「放射性偵測及其度量儀器」,主要介紹放射線偵測基本原理與技術以及度量儀器基本系統組合。相關偵檢器方面,著重在較具實用性及學術研究之充氣式偵檢器、閃爍偵檢器及固態半導體偵檢器。第八章為「放射計數統計」,延續第七章放射偵測及度量之觀念,提供放射計數相關誤差運算及統計學入門之重要觀念,內容包含有標準誤差、百分標準誤差、準確度、精密度、計數率標準誤差及計數誤差之演算,與計數時間最佳分配值探討等介紹。第九章為「放射性同位素之製備與放射性示蹤劑之應用」,著重在同位素生產製程之理論模式、種類及其產率,並介紹同位素作為放射性示蹤劑之條件設定及選擇。第十章為「放射性同位素在不同科技領域中的和平用途與應用」,內容主要著重在一般物理和化學、醫學、農業和工業領域方面,並舉過去我國在放射性同位素技術應用方面之成果和經驗作為範例介紹和參考。
      本書為兼顧理論與實用,並考量內容的廣度和深度,故章節設計上力求內容簡明嚴謹而不失精確,篇幅廣泛多元而不失凌亂,相關文字敘述亦注意口語化及順暢。此外,為提昇讀者學習興趣及學習效果,且能易於抓住各章節重點,本書亦於各章篇末附錄各類練習題,內容包含原理、計算與應用實務,並以選擇、填充、申論或計算等多元方式呈現,期能達到溫故知新並收事半功倍之成效。四版仍延續一~三版原有之章節規劃,增列彩色元素週期表與元素相關電子組態表以及醫用放射同位素表(附錄D)部分內容,方便讀者參閱。另外並針對游離輻射防護法規舊的部分內容更新及文字增補或修正,每章節練習題亦增加及搜集國內外大專院校、國家考試、證照考試等題目,附上詳細解說提供練習及參考,如第六章與第十章。第三版應讀者之建議增加放射計數統計之單元,另原第二版第八章「輻射防護」章節限於篇輻及法規修正,加上與其他專業領域如保健物理學等科目有重覆之編排,故亦予以調整更換。
      當然,一本書在漫長的書寫、製圖、編排及校對過程中,錯誤、遺漏及缺點在所難免,本書自出版以來,歷經一~四版出書,逐年加強充實改進,加求品質與研讀成效不斷提升,謹祈望碩學先進、讀者諸君能不吝批評指正,使本書精益求精、更臻完善之境。最後,要感謝清華大學中文所謝安安同學、慈濟科技大學醫放系柯端端小姐、戴君妃同學,協助本書內容的整理與文字、圖表的繕打;新文京開發出版股份有限公司編輯部全體同仁協助本書美工、圖表及編排設計,業務楊子宏先生提供各項出版業務的支援與聯繫,皆使得本書得以順利完成及出版。尤其,更要感謝清華大學原子科學院前院長江祥輝教授、慈濟科技大學前校長洪當明教授百忙之中為我們作序,受益良多更增添無比光彩和榮耀。
     
    編著者 蔡長書 謹識
    中華民國一○八年十月

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