【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 52/132 放射性衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 ?放射性核素的核衰變 ， 不受任何外來(lái)的物理和化學(xué)因素的影響 ， 它完全由原子核的不穩(wěn)定性來(lái)決定 。假定某種放射性原子是高度不穩(wěn)定的 ， 那么它將迅速的衰變；如果是稍微有點(diǎn)不穩(wěn)定 ， 那么它就衰變得比較慢 。 對(duì)于一個(gè)具體的不穩(wěn)定的核來(lái)說(shuō) ， 誰(shuí)也無(wú)法預(yù)先知道它將在什么時(shí)候發(fā)生核衰變 。 但是對(duì)于同一種特定的核素來(lái)說(shuō) ， 它的每一個(gè)不穩(wěn)定的核 ，在某一時(shí)刻發(fā)生核衰變的幾率都是相等的 ， 所以核衰變從總體上說(shuō)是服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的 。 ?實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ， 用加壓 、 加熱 、 加電磁場(chǎng) 、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)等物理或化學(xué)手段不能改變指數(shù)衰減規(guī)律 ， 也不能改變其衰變常數(shù) 。 這表明 ， 放射性衰變是由原子核內(nèi)部運(yùn)動(dòng)規(guī)律所決定的 。 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 53/132 放射性衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 也就是說(shuō) ， 當(dāng)同一類(lèi)核素的許多放射性原子核放在一起時(shí) ， 我們不能預(yù)測(cè)某個(gè)原子核在某個(gè)時(shí)刻將發(fā)生衰變 。 對(duì)于許多個(gè)放射性原子核來(lái)說(shuō) ， 它們不會(huì)同時(shí)發(fā)生衰變 ， 有的早 ， 有的晚 。所以 ， 在實(shí)際上 ， 衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)的過(guò)程 ， 大量的相同的放射性原子核會(huì)先后發(fā)生衰變 ， 總的效果是隨著時(shí)間的推移而不斷減少 ， 即放射源中的原子核數(shù)目按一定的規(guī)律減少 。 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 54/132 放射性衰變的指數(shù)衰減規(guī)律 放射性核素的核衰變服從負(fù)指數(shù)衰減規(guī)律 。任何放射性核素 ， 不管放射任何射線 ， 也不管放射性衰變的快慢 ， 都服從負(fù)指數(shù)衰減規(guī)律 ，這是一個(gè)普遍規(guī)律 。 A=Aoe λ t 式中： Ao—在 t＝０時(shí) ， 即原始的放射性核素 的活度 ， Bq ； A—在 t時(shí)刻 ， 該放射性核素經(jīng)核衰變 后剩余的活度 ， Ｂ q； λ—放射性核素的衰變常數(shù) ， 1/s ； t— 經(jīng)過(guò)的時(shí)間 ， s 。 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 55/132 題例 ?單選題例 ： ?在無(wú)外界影響下，原子核自發(fā)地發(fā)生轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象 稱(chēng)原子核的（ A） A 衰變 B 誘發(fā)裂變 C 聚變 D 散裂 ?會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)變成另一種原子核或另一種狀態(tài)并伴 隨發(fā)射一些粒子或碎片的原子核是 (B) A 散射靶核 B放射性原子核 C 裂變核 D 散裂核 ?多選題例： ?原子核衰變有多種形式，如（ ABCDE）。 A α衰變 B β 衰變 C γ衰變 D 自發(fā)裂變 E 發(fā)射質(zhì)子的蛻變 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 56/132 、半衰期和平均壽命 ? ……………………… ……… ……………………… ……… …… 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 57/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ? ……………………… ……………………… …………… …………………… ………… 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 58/132 半衰期 T1/2（ 1） ?半衰期是指一種放射性原子核總數(shù)中有一半發(fā)生了衰變所需的平均時(shí)間 ，用 T1/2表示 ， 單位為 s、 h等 。 ?? 2/1 ?n?＝?除了 λ 外，還可用半衰期 T1/2表征放射性 衰變的快慢。 ?實(shí)際上，從上述公式，可得： 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 59/132 半衰期 T1/2（ 2） ?由此可見(jiàn) ， T1/2與 λ 成反比 ， 放射性核素的半衰期與衰變常數(shù)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系 。 知道了半衰期也就等于知道了衰變常數(shù)；反之 ， 也是一樣 。T1/2越大 ， 衰變?cè)铰?T1/2越小 ， 衰變?cè)娇?。 ?例舉一些放射性核素的 T1/2數(shù)值 。 137Cs T1/2= 135Cs T1/2= 1010s； 60Co T1/2=； 14C T1/2=5730a； 238U T1/2= 109a。 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 60/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? …………………… 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 61/132 原子核平均能夠存在的時(shí)間 。它是衰變常數(shù)的倒數(shù) 。 /1 2/1T?? ?? 平均壽命 ? 第二節(jié) 原子核的放射性 ? 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 62/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ……………………… …………… ……………………… 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 63/132 放射性活度 ?放射性活度的國(guó)際單位 （ SI） 是 s1， 稱(chēng)為貝可勒爾 ,簡(jiǎn)稱(chēng)貝可 ,用符號(hào) Bq表示 。 規(guī)定 1Bq=1s1 即每秒衰變 1次為 1貝可 。 ?以往的專(zhuān)用單位為居里 ， 記作 Ci， dtdnA /??放射性核素的放射性活度，過(guò)去也稱(chēng)放射性強(qiáng) 度。它是表征放射性核素特征的物理量之一。 ?放射性活度是指在單位時(shí)間內(nèi)，放射性核素發(fā)生 衰變的原子核數(shù)，用符號(hào) A表示。 1Ci= 1010Bq 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 64/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ? ……… ………………………………… ……… … 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 65/132 137Cs的衰變綱圖 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 66/132 60Co的衰變綱圖 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 67/132 第二節(jié) 原子核的放射性 ? ? ……………………… 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 68/132 比活度 ?在實(shí)際工作中還經(jīng)常用到“比放射性活度”或“比活 度”的概念。 比放射性活度就是單位質(zhì)量放射源的放 射性活度 ，即： a=A/m 式中 m為放射源的質(zhì)量， 比放射性活度的單位為 Bq/g 。 ?衡量一個(gè)放射源或放射性樣品的放射性的強(qiáng)弱的物 理量，除放射性活度外，還常用“衰變率”這一概 念。設(shè) t時(shí)刻放射性樣品中，某一放射性核素的原子 核數(shù)為 N(t)，該放射性核素的衰變常數(shù)為 λ ，我們 把這個(gè) 放射源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的核的數(shù)目稱(chēng) 為衰變率 J(t) ，則 J(t)=λ N(t) 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 69/132 題例 ?單選題例 ： ?1微居里等于（ A） Bq。 A ， B ， C ， D ?平均壽命與半衰期關(guān)系是（ D ）。 A 等于 B 大于 C 小于 D 倒數(shù) ?λ 的單位或量綱為（ B）。 A 時(shí)間 B 時(shí)間的倒數(shù) C 長(zhǎng)度 D 長(zhǎng)度的倒數(shù) ?多選題例 ： ?（ ABCDE）等手段不能改變放射性核素的衰變常數(shù)。 A 加壓 B 加熱 C 加電磁場(chǎng) D 機(jī)械運(yùn)動(dòng) E 化學(xué)反應(yīng) ?表征該放射性核素衰變的快慢的參數(shù)是（ ACD）。 A 衰變常數(shù) B 射線能量 C 平均壽命 D 半衰期 E 平均自由程 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 70/132 題例 ?單選題例 ： ?輻照生產(chǎn)放射性核素一般只需要照射半衰期的（ C）倍時(shí)間，即可得到放射性活度為的 99%的放射源。 A 12 B 34 C 67 D 910 第二節(jié) 原子核的放射性 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 71/132 二、放射系 （ 4n系） 釷系從 開(kāi)始，經(jīng)過(guò)連續(xù) 10次衰變，最后到達(dá)穩(wěn)定核素 。 由于 的質(zhì)量數(shù) A為 232＝ 4 58，是 4的整倍數(shù)，故稱(chēng) 4n系。 （ 4n＋ 2系） 鈾系由 238U開(kāi)始，經(jīng)過(guò) 14次連續(xù)衰變而到達(dá)穩(wěn)定核素 。該系的核素質(zhì)量數(shù)皆為 4n＋ 2，故稱(chēng) 4n＋２系。 鈾系（ 4n＋ 3系） 錒 鈾系是從 開(kāi)始的，經(jīng)過(guò) 11次連續(xù)衰變，到達(dá)穩(wěn)定核素 。該系核素的質(zhì)量數(shù)可表示為 4n ＋ 3 。 在天然存在的放射系中，缺少了 4n＋ 1系。后來(lái)由人工方法才發(fā)現(xiàn)了這一放射系，以其中半衰期最長(zhǎng)的 （镎）命名，稱(chēng)為镎系（ 4n＋ 1系）。 的半衰期為 106a。 第二節(jié) 原子核的放射性 Th23290Pb20882 Th23290Pb20682U23592Pb20782Np23793Np23793輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 72/132 釷系（ 4n系） 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 73/132 鈾系（ 4n＋ 2系） 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 74/132 錒系（ 4n＋ 3系） 輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)研究窒 75/132 三個(gè)天然放射性系的特點(diǎn) (1)第一個(gè)成員有非常長(zhǎng)的壽命；