第二章 原子核的放射性
第二章 原子核的放射性
1896年，Becquerel（获1903年 诺贝尔物理奖)在铀矿物中发现 射线。 在磁场中发现，射线有三种成份： (1852~1908) 一种在磁场中偏转，与带正电荷离子流相同； 一种在磁场中偏转，与带负电荷离子流相同； 一种在磁场中不偏转。 分别叫做a、B、Y射线。 1、射线是氦核，带正电荷，贯穿本领小； 2、β射线是高速电子流，带负电，贯穿本领较大； 3、γ射线是波长很短的电磁波，贯穿本领大
1896年，Becquerel（获1903年 诺贝尔物理奖）在铀矿物中发现 射线。 分别叫做、、射线。 1、 射线是氦核，带正电荷，贯穿本领小； 2、 射线是高速电子流，带负电，贯穿本领较大； 3、 射线是波长很短的电磁波，贯穿本领大。 在磁场中发现，射线有三种成份： 一种在磁场中偏转，与带正电荷离子流相同； 一种在磁场中偏转，与带负电荷离子流相同； 一种在磁场中不偏转。 (1852～1908)
原子核自发地发射各种射线的现象，称 为放射性。 能自发地发射各种射线的核素称为放射 性核素，也称为不稳定核素。 放射性现象是由原子核的变化引起的， 与核外电子状态的改变关系很小。 放射性现象与原子核的衰变密切相关。 原子核的衰变：在没有外界影响的情况 下，原子核自发地发射粒子并发生改变的 现象
放射性现象与原子核的衰变密切相关。 原子核的衰变：在没有外界影响的情况 下，原子核自发地发射粒子并发生改变的 现象。 能自发地发射各种射线的核素称为放射 性核素，也称为不稳定核素。 放射性现象是由原子核的变化引起的， 与核外电子状态的改变关系很小。 原子核自发地发射各种射线的现象，称 为放射性
·原子核衰变的主要方式 0衰变 B衰变（包括β一衰变、B+衰变和电子俘获EC) Y衰变（或γ跃迁）（包括内转换IC) 重核的自发裂变等 ·原子核衰变的表示 衰变纲图 同位素表
• 原子核衰变的主要方式 衰变 衰变(包括－衰变、＋衰变和电子俘获EC) 衰变(或跃迁)(包括内转换IC) 重核的自发裂变等 • 原子核衰变的表示 衰变纲图 同位素表
159% 712 0.70.9天 Co 5/2 706.41 e72.0 EC0.18%7.7 6135 EC9.8%6.4 137Cs核素衰变纲图 5/21 016.474 32 4.43 30yr. 0 QEC -836.6f0.6keV 7/2+ 0 Fe(稳定) 1影Cs Q=1175.63 57Co核素衰变纲图 94.4% 11/2 661.66 2.5 min. 品 5.6% 3/2+ 0 1跖Ba stable
137Cs核素衰变纲图 57Co核素衰变纲图
2.1放射性衰变的基本规律 A、放射源中的原子核数目巨大。 B、放射性原子核是全同的。 C、放射性衰变是一个统计过程。 不能预测某一原子核的衰变时刻，但可 以统计得到放射源中总的放射性原子核数 目的减少规律；具体到每个放射性原子核 的衰变来说，就是服从一定规律进行衰变 的一个随机事件，可以用衰变概率表示
2.1 放射性衰变的基本规律 A、放射源中的原子核数目巨大。 B、放射性原子核是全同的。 C、放射性衰变是一个统计过程。 不能预测某一原子核的衰变时刻，但可 以统计得到放射源中总的放射性原子核数 目的减少规律；具体到每个放射性原子核 的衰变来说，就是服从一定规律进行衰变 的一个随机事件，可以用衰变概率表示
1、放射性的指数衰减规律 实验发现，放射性核素，放出一个o粒子， 变成Po,而n的数目每4天减少一半。 1.0 .5 0.0 001 481216.2024 t(d) 1216(d) 222Rn的衰变曲线
1、放射性的指数衰减规律 222Rn的衰变曲线 实验发现，放射性核素 放出一个粒子， 变成 ，而 的数目每4天减少一半。 Rn 222 86 Po 218 84 Rn 222 86
由统计性，以放射源总体考虑衰减规律： 设：t时刻放射性原子核的数目为N(), t~t什dt内发生的核衰变数目-dN(), 它应该正比于N()和时间间隔dt, 于是有：-dN(t)=2N(t) 求解 N(t)=N(0)e- In N(t)=-t+In N(0)
由统计性，以放射源总体考虑衰减规律： 设：t 时刻放射性原子核的数目为N(t)， ( ) ( ) t N t N e − = 0 求解 t～ t+dt 内发生的核衰变数目-dN(t)， 它应该正比于N(t) 和时间间隔dt ， 于是有： − dN(t) = N(t)dt ln N(t) = −t + ln N(0)
2、放射性核素的特征量 (1)、衰变常数 分子表示：t时刻单位时 间内发生衰变的核数目， -dN(t)/dt 九= 称为衰变率，记作() N t时刻放射性原子核总数 衰变常数：一个原子核在单位时间 内发生衰变的概率。 量纲为：[t1,如1/s,1/h,1/d,11a
N(t) − dN(t)/ dt = (1)、衰变常数 分子表示：t 时刻单位时 间内发生衰变的核数目， 称为衰变率，记作 J(t) t 时刻放射性原子核总数 衰变常数：一个原子核在单位时间 内发生衰变的概率。 2、放射性核素的特征量 量纲为：[t]-1 ,如1/s，1/h，1/d，1/a
a.衰变率： J0=-4N@-dN0e1=w0 dt dt b.当一个原子核有几种衰变方式时： 九=∑2， (请课后自行证明) 定义分支比：R=九/入
b. 当一个原子核有几种衰变方式时： = i i (请课后自行证明) a. 衰变率： ( ) ( ) ( ) [ (0) ] N t dt d N e dt dN t J t t = − = − = − 定义分支比： / Ri i =