第三章三、放射性衰变

《第三章三、放射性衰变》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第三章三、放射性衰变放射性衰变一些原子序数很高的元素，如铀、钍和镭等，它们的原子核能够自发地放射α、β、γ射线。在放出α粒子、β粒子后，这些元素的原子核就转变成新的元素的核。这种现象叫做放射性衰变（radioactivedecay）。原子核放出α粒子的衰变，叫做α衰变。当原子核放出一个α粒子后，它的原子序数减少2，质量数减少4，因此该元素就变为它在元素周期表中前两位的那个元素。例如，铀核在α衰变后变成了钍核。原子核放出β粒子的衰变，叫做β衰变。原子核在β衰变中放出一个电子，因而原子序数增加1而质量数保持不变。发生β衰变后，这个元素就变成元素周期表中它后一位的元素。无论

2、α衰变还是β衰变，衰变前后质量数和电荷数都是守恒的。α衰变表示为AZX→A-4Z-2Y+42Heβ衰变表示为AZX→AZ+1Y+0-1eγ衰变是α衰变、β衰变的伴生物。γ射线的发射只是使原子核的能量状态发生改变，而原子核的电荷数和质量数都保持不变，所以不发生元素种类的改变。具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素的衰变有的很快，有的比较慢，例如镭226衰变时经过1620年会有一半的镭原子变为氡222；铀238衰变时则要经过长达4.5×109年的时间才会有一半的铀原子衰变为钍234；而钋212衰变时只需4.5×10-7s就会有一半的钋原子变为铅208。图3.3-1放射

3、性元素的放射性衰变曲线图通常用半衰期（half-life）来表示放射性元素衰变的快慢。半衰期是放射性元素的原子核有一半数量发生衰变所需要的时间。例如氡222经α衰变后变成钋2186/6，衰变过程中每经过约3.8天，就有一半的氡发生了衰变，再经过3.8天后，又有一半的氡发生了衰变，只剩下了原来的四分之一，再经过3.8天后，剩下的氡只有原来的八分之一。放射性元素衰变的快慢是由原子核本身的性质决定的，不论它是以单质的形式还是以化合物的形式存在，或者是对它施加压力、增高温度，都不能改变它的半衰期。放射性元素的衰变规律是统计规律，半衰期只对大量原子核衰变才有意义，对少数原子核是

4、没有意义的。当放射性原子核的数量少到统计规律不再起作用时，就无法判断原子核的衰变情况了，某一个原子核何时发生衰变是不可知的。元素的衰变是放射现象研究中最惊人的科学发现，元素不变的观念被打破了，科学家们的研究重点转向了原子核。放射性的应用有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素在医疗、工业、农业和科学研究等领域都有广泛的应用。在医疗方面，患了癌症的病人可以接受钴60的放射治疗。为什么射线能够治疗癌症呢？原来人体组织对射线的耐受能力是不同的，细胞分裂越快的组织，它对射线的耐受能力就越弱。像癌细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线照射下被破坏得比健

5、康细胞快。图3.3-2放射治疗工业部门可以使用射线来测厚度。例如，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线就越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。6/6图3.3-3射线测厚装置利用γ射线照射种子，会使种子发生变异，从而培育出新的优良品种。用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽，延长保存期。由于放射性元素放出的射线很容易检测，因此可以利用这些射线显示原子的踪迹，这种方法叫做示踪原子法。利用示踪原子，在工业上可以检查输油管道渗漏的情况；在农业上可以了解植

6、物吸收肥料后在体内转移、分布的情况；在医疗上可以帮助医生确定肿瘤的部位和范围，还可以用来研究人体对药物的吸收、排泄等情况。图3.3-4射线的照射能延长草莓的保质期有些办公室、酒店的天花板上，安装着用来报告火警的烟雾报警器。烟雾报警器的盒子分为两个小室，一个是密闭的，另一个是开放的，与室内空气相通。放射源置于盒的中央，它会使两个小室中的空气电离，电离后的空气能够导电。相同的电压加在两个小室上，通过两个小室的电流相等。发生火警时，烟雾进入开放的小室，辐射源使其中的离子浓度增加，导电能力变强，两个小室中的电流就失去平衡，继而引发警铃响起。6/6图3.3-5辐射烟雾报警器ST

7、S放射性年代测定1972年．湖南长沙马王堆出土了一具古尸。分析墓中的文字，学者们认为这具古尸葬于公元前160年。有没有其他证据来佐证这个结论呢。科学家利用碳14的放射性衰变测出，这具古尸已有2130年的历史，支持了文字考证结果。1996年开始的“夏商周断代工程”，是我国“九五”计划的重要科研项目，经过200多位专家历时5年的合作研究，标志性成果《夏商周年表》于2000年11月9日正式公布。研究成果将我国的历史纪年由西周晚期的共和元年，即公元前841年，向前延伸了1200多年。夏商周断代工程综合研究不仅利用了历史学、古文献学、古文字学、天文学的研究成果