大学课件《核化学与放射化学》第三章 放射性衰变及衰变方程式

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1、《核化学与放射化学》第三章放射性衰变及衰变方程式第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型放射性衰变通常由下式描述：ABxE能量是以放出的粒子或量子的动能形式出现的。在放射性衰变时释放的能量称作Q值，它是由衰变前后处于基态的核的质量差得出。22Qmc(mmm)cABx第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型按照发射粒子的不同，可以分为以下几种：1.衰变238234UTh9290母体其核子数减少4;T1/2＝4.5109a；核电荷数减少2。226222RaRn8886T1/2＝1600a；第三章放射性衰变及衰变方程

2、式一.放射性衰变类型在较轻偶偶核（A<240）的情况下，衰变大多数直接到子体核的基态，而在其它类型的核衰变时，常常到子体核的激发态。放射性衰变放出的粒子的能量在1.83MeV（114Nd）和11.7MeV（210Pom）之间，半衰期在10-6s和1010a之间。第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型2.衰变可分为：＋衰变；－衰变；内转换电子；另外，还有2种特殊的－衰变：双－衰变和束缚的－衰变。第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型－衰变3232PSe15168282SeKr2163163Dy

3、Ho第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型＋衰变和电子俘获1818NeFe109＋衰变时，质子转变成中子，同时放出正电子：pne电子俘获是母核通过俘获壳层电子转变为子体核。正电子衰变和电子俘获所产生的子体核是相同的。pen第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型＋衰变和电子俘获第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型3.衰变第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型4.自发裂变第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型4.自发裂变252140108CfXeRu4nQ98

4、5444第三章放射性衰变及衰变方程式一.放射性衰变类型5.其它衰变质子衰变：1981年初证实。（T1/2＝8.5ms）9658151p150Ru(Ni,p2n)LuYb发射中等质量粒子的衰变：重粒子的缓发发射：第三章放射性衰变及衰变方程式第三章放射性衰变及衰变方程式二.放射性衰变规律在已知的2700种核素中，仅有271种核素是稳定的，其余都是不稳定的，即放射性的，它们经过一次或多次衰变放出粒子和量子辐射直到稳定核为止。两个或多个相互连续的核之间的派生关系：238234234m234UThPaU放射性衰变是一个统计过程

5、，原子核发生彼此独立的变化；每一种放射性核素均有其特征的衰变概率。不稳定核的单个原子的转变时刻不能被预测。衰变概率是特定核种的一种性质，它与放射性核素的化学与物理状态无关。第三章放射性衰变及衰变方程式二.放射性衰变规律1.放射性衰变的时间规律简单情况：ABx单位时间内衰变的原子核数－dN/dt与此时现有的原子核数N成正比：dNNdt衰变常数是核的放射性衰变或同质异能跃迁的概率，即dW除以单元时间dt：dWdt如果在时间t时，现存原子数是N，则有dNNdWNdt预计在时间dt内，衰变数或同质异能素跃迁是：（A是放射性活度）1dNA

6、NdtN第三章放射性衰变及衰变方程式二.放射性衰变规律1.放射性衰变的时间规律在时间0到t内对下式积分：dNNdt得到：tNNe0N0是在0时刻的放射性核素数目。指数定律指出在给定的时间间隔内，放射性核素将总是衰变相同的份额。通常采用半衰期（T1/2）这个术语：即放射性核素的量衰变掉1/2所需的时间。因此，可以得到：ln20.693T1/2将上式代入到：ln2tNNeT1/20第三章放射性衰变及衰变方程式二.放射性衰变规律1.放射性衰变的时间规律平均寿命：即放射性活度下降到1/e时所需的时间。是衰变常数的倒数。表征放射性的几个概念：

7、（1）放射性活度：单位时间内该放射性核素的衰变数。单位贝可（Bq）。1Bq相当于每秒1个衰变数。1Ci＝3.71010Bq（1Ci近似相当于1g226Ra的放射性活度）常用放射性核素的倍数单位是：1kBq（103s-1），1MBq（106s-1）和1GBq（109s-1）在放射性活度说明上，除了放射性活度外，还必须给出放射性核素和时刻。在铀和钍的天然放射性同位素的混合物中，一般仅给出238U及232Th的活度，与这一规则不一致时需注明。第三章放射性衰变及衰变方程式二.放射性衰变规律1.放射性衰变的时间规律（2）放射性物质的比活度：某个放射性活度在一定量的物质

8、（质量为m）中的比值。即活度A除以质量