【正文】 放射性 活度 。 20220530 12 (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??20220530 13 (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 (Gr) 定義 放射性物質(zhì)1s發(fā)生 1010次核衰變?yōu)? Ci 放射性物質(zhì) 1s內(nèi)發(fā)生 1次核衰變?yōu)? 1 Bq 使 1kg空氣中產(chǎn)生 104 C的電量的輻射量 1g受照射物質(zhì)吸收105 J的輻射能量為1rad 1 kg受照射物質(zhì)吸收 1 J的輻射能量為 1 Gr 物理 意義 反映放射性的強弱由放射性物質(zhì) 本身決定。 一般情況 ， 核率變數(shù) 不等于 發(fā)出粒子數(shù) 。以 A表示，表征 放射源 的 強弱 。 放射性核素的 特征量 量綱為： [t]1,如 1/s， 1/h， 1/d， 1/a 衰變率： ? ? )(])0([)( tNdteNddttdNtJ t ?? ????? ?20220530 9 (2)、半衰期 T1/2 放射性核數(shù) 衰變一半 所需的 時間 ，記為 T1/2 。 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 。 B、放射性原子核是 全同的 。 原子核 自發(fā)地 發(fā)射 各種射線 的現(xiàn)象，稱為 放射性 。 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 。 (1852～ 1908) 20220530 3 ?、 β 、 γ 輻射的穿透能力 20220530 4 放射性現(xiàn)象與原子核的衰變密切相關(guān) 。 ?射線是氦核 ， 帶正電荷 ， 貫穿本領(lǐng)??； ?射線是高速電子流 ，帶負電，貫穿本領(lǐng)較大； ?射線是波長很短的電磁波 ， 貫穿本領(lǐng)大 。20220530 1 第二章 原子核的放射性與核衰變 放射性衰變的基本規(guī)律 ?衰變 β衰變 γ衰變 20220530 2 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 。 在磁場中發(fā)現(xiàn) ， 射線有三種成份： 一種在磁場中 偏轉(zhuǎn) ， 與帶 正電荷 離子流相同； 一種在磁場中 偏轉(zhuǎn) ， 與帶 負電荷 離子流相同； 一種在磁場中 不偏轉(zhuǎn) 。 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 。 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(guān)系很小。 20220530 5 ? 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(nèi)轉(zhuǎn)換 IC) 中子發(fā)射、質(zhì)子發(fā)射、重核的自發(fā)裂變等 20220530 6 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 。 C、放射性衰變是一個 統(tǒng)計過程 。 20220530 7 放射性的 指數(shù)衰減規(guī)律 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(nèi)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 ??? ?20220530 8 ? ?tNdttdN /)(???(1)、衰變常數(shù) 分子表示： t 時刻 單位時間內(nèi)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(nèi) 發(fā)生 衰變 的 概率 。 即： ? ? ? ? )0(2102121 NeNTNT??? ?2121 ?? Te ???21 ??T量綱為： [t],如 s， h， d， a 20220530 10 (3)、平均壽命 ?： 平均壽命 ＝ 總壽命 / 總核數(shù) ? ? ? ? dttNtdN ???在 t~t+dt 時間內(nèi) 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 ??? ?? ? ??因此， 平均壽命 ： ???1)0(/)0(??NN21212lnTT??20220530 11 (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(nèi) 發(fā)生衰變 的 原子核數(shù) 。 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(guān) ， 而且和核衰變的具體情況直接相關(guān) 。 射線強度 ：單位時間內(nèi)放出某種射線的個數(shù)。 反映放射性物質(zhì)產(chǎn)生的射線對其他物質(zhì)產(chǎn)生的效應大小的量不僅 取決于放射性物質(zhì)的 強弱 ，還 取決于放射性的 特性 ， 以及接受射線的 材料的性質(zhì) 。 比活度 反映了放射源中 放射性物質(zhì) 的 純度 。 設初始條件為： 101 )0( NN ?0)0( ?mN 1,3,2 ?? nnm ?各衰變常數(shù)為： n??? , 21 ?可以求出第 n 個核素 隨 時間 的 變化規(guī)律 ： )()( 21 2110 tnttn necececNtN ??? ??? ???? ?其中，系數(shù) nccc ,21 ?，為： )())(( 11312 1211 ?????? ??? ???? ? nnc ??)())(( 22321 1212 ?????? ??? ???? ? nnc ??)())(( 121 121 nnnn nnc ?????? ??? ???? ??????)(1321 321 穩(wěn)定?? ??? ??? ??? ?? nAAAA n???? ?20220530 16 放射性平衡 (1)、暫時平衡 母體 A的 半衰期 不是很長 ，但比 子體 B的 半衰期 長 ，即 )2( 2/1)1( 2/1 TT ?