原子核的放射性ppt課件(已修改)
2025-05-18 18:01 本頁面
【正文】 第二章 原子核的放射性 1896年 ， Becquerel（ 獲 1903年諾貝爾物理獎 ） 在鈾礦物中發(fā)現(xiàn)射線 。 分別叫做 ?、 ?、 ?射線 。 ?射線是氦核 ， 帶正電荷 ， 貫穿本領小； ?射線是高速電子流 ，帶負電，貫穿本領較大； ?射線是波長很短的電磁波 ， 貫穿本領大 。 在磁場中發(fā)現(xiàn) ， 射線有三種成份： 一種在磁場中 偏轉 ， 與帶 正電荷 離子流相同； 一種在磁場中 偏轉 ， 與帶 負電荷 離子流相同； 一種在磁場中 不偏轉 。 (1852～ 1908) 放射性現(xiàn)象與原子核的衰變密切相關 。 原子核的衰變 ：在沒有外界影響的情況下 ， 原子核自發(fā)地發(fā)射粒子并發(fā)生改變的現(xiàn)象 。 能 自發(fā)地 發(fā)射各種射線的核素稱為 放射性核素 ，也稱為 不穩(wěn)定核素 。 放射性現(xiàn)象 是由 原子核的變化 引起的，與核外電子狀態(tài)的改變關系很小。 原子核 自發(fā)地 發(fā)射 各種射線 的現(xiàn)象，稱為 放射性 。 ? 原子核衰變的主要方式 ?衰變 ?衰變 (包括 ?－ 衰變、 ?＋ 衰變和電子俘獲 EC) ?衰變 (或 ?躍遷 )(包括內轉換 IC) 重核的自發(fā)裂變等 ? 原子核衰變的表示 衰變綱圖 同位素表 137Cs核素衰變綱圖 57Co核素衰變綱圖 放射性衰變的基本規(guī)律 A、放射源中的原子核 數(shù)目巨大 。 B、放射性原子核是 全同的 。 C、放射性衰變是一個 統(tǒng)計過程 。 不能預測 某一原子核 的 衰變時刻 ， 但可以 統(tǒng)計 得到放射源中 總的放射性原子核數(shù)目的減少規(guī)律； 具體到每個放射性原子核的衰變來說 ， 就是服從一定規(guī)律進行衰變的一個 隨機事件 ， 可以用 衰變概率 表示 。 放射性的 指數(shù)衰減規(guī)律 222Rn的衰變曲線 實驗發(fā)現(xiàn) ， 放射性核素 放出一個 ?粒子 ，變成 ， 而 的數(shù)目每 4天減少一半 。 Rn22286Po21884 Rn22286由統(tǒng)計性，以放射源 總體 考慮衰減規(guī)律： 設： t 時刻放射性原子核的數(shù)目為 N(t)， ? ? ? ? teNtN ??? 0求解 t～ t+dt 內發(fā)生的核衰變數(shù)目 dN(t)， 它應該 正比于 N(t) 和時間間隔 dt ， ? ? ? ?dttNtdN ???于是有： ? ? ? ?0lnln NttN ??? ?? ?tNdttdN /)(???(1)、衰變常數(shù) 分子表示： t 時刻 單位時間內 發(fā)生衰變的核數(shù)目 ，稱為 衰變率 ，記作 ??tJt 時刻放射性原子核 總數(shù) 衰變常數(shù) ： 一個 原子核在 單位時間內 發(fā)生 衰變 的 概率 。 放射性核素的 特征量 量綱為： [t]1,如 1/s， 1/h， 1/d， 1/a b. 當一個原子核有 幾種 衰變方式時： ??ii??(請課后自行證明 ) a. 衰變率： ? ? )(])0([)( tNdteNddttdNtJ t ?? ????? ?定義 分支比 ： /iiR ???(2)、半衰期 T1/2 半衰期 ：放射性核數(shù) 衰變一半 所需的 時間 ，記為 T1/2 。 即： ? ? ? ? )0(210 2121 NeNTNT??? ?2121?? Te???21 ??T量綱為： [t],如 s， h， d， a (3)、平均壽命 ? 平均壽命 ＝ 總壽命 / 總核數(shù) ? ? ? ?dttNtdN ???在 t~t+dt 時間內 衰變的原子核數(shù) 為： 這些核 的 壽命 均為 t， 它們的總壽命為 ： ? ?dttNt ??)0(N因此， 平均壽命 ： ???1)0(/)0(??NN21212lnTT??而 t 可能的 取值 為 ： 0～ ? 所以， 所有核 的 總壽命 為： ??? ?)0()0()(00Nt d teNdttNt t ??? ?????(4)、衰變寬度 ? 由放射性衰變的量子理論，原子核所處的 能級具有一定的寬度 ， 如自然寬度 ?。 由不確定關系： ?較小 ，則 ?較大 ，原子核衰變 較慢 ； ?較大 ，則 ?較小 ，原子核衰變 較快 。 ????或 ??? ?四個特征量 之間的關系 ??2/1T2/1T?? ??2/1T???? 1? ?????2/1 ?T?6 9 ???? 1? 2/ T??????2/1T???特征量大小與核衰變的快慢 慢 小 大 大 小 快 大 小 小 大 衰變速度 核衰變 特征量 ? 2/1T ? ?(1)、放射性 活度 (Activity) 即： )()()( 00 tNeNdteNddttdNA tt ?? ?? ?????? ??定義： 00 NA ??則： teAA ???0 活度定義： 單位時間 內 發(fā)生衰變 的 原子核數(shù) 。以 A表示，表征 放射源 的 強弱 。 放射性 活度 及其單位 放射源發(fā)出 放射性粒子 的多少 ， 不僅與核衰變數(shù)有關 ， 而且和核衰變的具體情況直接相關 。一般情況 ， 核率變數(shù) 不等于 發(fā)出粒子數(shù) 。 射線強度 ：單位時間內放出某種射線的個數(shù)。 (2)、 活度 單位 常用單位 居里 (Ci)： 法定計量單位為 貝可 (Bq)： 秒次核衰變 / 10??較小的單位還有 毫居 (mCi)和 微居 (?Ci) 秒次核衰變 /1Bq1 ? 10??所以： (3)、 活度單位 與其他幾個單位的比較 活度單位 其他單位 單位 居里 (Ci) 貝可 (Bq) 倫琴 (R) 拉德 (rad) 戈瑞 (G
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