第8章 原子核的放射性衰变.ppt

《第8章 原子核的放射性衰变.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第八章原子核的放射性衰变1§8.1放射性衰变及其规律一、放射性衰变现象二、放射性衰变规律三、放射性活度2一、放射衰变现象：1、原子核的放射衰变：自然界中存在一些不稳定的原子核，这些原子核能自发的放射出一些射线，从一种状态转变为另一种状态，或从一种元素的原子核转变成另一种元素的原子核。这种现象称为原子核的放射性衰变。2、放射性同位素：天然放射性同位素：自发的放出、、人工放射性同位素：放出、、,正电子和中子等。33、放射性的发现：1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究物质的荧光现象时发现放射性。1898年，居里夫妇首先

2、提炼出放射性同位素铀。4、射线的性质：1899年，卢瑟福等人用在垂直于射线方向加磁场的方法，对射线的性质进行了研究，发现这些射线是、和。4三种射线在垂直于运动方向的磁场中发生不同的偏转铅室放射源磁场方向垂直纸面向里5放射衰变现象，电子，X射线是十九世纪末的三大重要发现，揭开了近代物理的序幕；提供了原子核内部运动变化的许多重要信息。：不带电（光子流）电离作用最小，贯穿本领最大。：+2e（氦原子核）电离作用最大，贯穿本领最小。：-e（电子流）电离作用较大，贯穿本领较大。5.意义：6二、放射性衰变规律：1.放射性衰变规律：放

3、射性衰变是一种自发地过程,遵从统计规律：N=N0e-tN0是衰变前原子核数，N是t时刻留存的原子核数，是衰变常数2.推导：原子核是个量子体系，衰变是量子跃迁过程。核衰变服从统计规律，设t时刻放射核数为N(t)，经dt时间有-dN个核发生衰变，显然－dN∝N(t)dt,引入比例常数λ，有72.推导：原子核是个量子体系，衰变是量子跃迁过程。核衰变服从统计规律，设t时刻放射核数为N(t)，经dt时间有-dN个核发生衰变，显然－dN∝N(t)dt,引入比例常数λ，有若t＝0时，核数目为N0，积分上式给出8称为衰变常数，它是核素的一个特

4、征量，与外界环境无关，是放射物衰变快慢的标志。3、衰变常数：表征衰变快慢的物理量，代表一个原子核在单位时间内发生衰变的几率。94、半衰期T：表征衰变快慢的物理量，T增加，衰变慢。定义放射性核素衰变为原核数一半所需时间为半衰期,并用T1/2表示。t=T1/2，有所以105、平均寿命：放射性原子核在衰变前平均存在的时间。t=0时，核数为N0，经t时间的衰变，剩下N(t)=Noe-λt，再经dt(t~t+dt)时间，有-dN=λNdt发生衰变。这意味着–dN个核子存活了t时间，所以核素的总寿命是任一核素的平均寿命为11平均寿命是核

5、素衰变为原有核数e-1的时间，即剩余核数为原来37％的时间，所以它比半衰期T1/2长。12几种放射物及其半衰期α4.5×109年α1622年α3.82日β+20.4分α310-7秒放射物射线半衰期T13三、放射性活度1、放射性活度的定义：由可得通常称为放射性强度，又称放射性活度，用I表示。即：142、放射性活度的单位放射性活度的单位是居里。1居里（Ci）=3.71010次核衰变/s;1毫居（mCi）=3.7107次核衰变/s;1微居（Ci）=3.7104次核衰变/s。放射性活度的另两种单位是：（Bq）和（Rd）。1贝克勒

6、（Bq）=1次核衰变/s;1居里（Ci）=3.71010贝克勒（Bq）；1卢瑟福（Rd）=106次核衰变/s。我国法定计量单位规定，用贝克勒。15例如对于铀那样的物质，我们可以测量它的放射性活度I，算出产生I的核素的数目N，然后从I=λN求出λ。例:取1mg238U，可容易测得它的放射性活度为于是，因而，16例：测得某样品的放射性活度经30天减为原来的求该样品的衰变常数、半衰期和平均寿命。17另外，测定现时活度I(t)可推算年代，例通过对生物遗留的放射性14C含量的测定可鉴定古生物的年龄。对于活体组织内的14C，其丰度与大气一样

7、。但是它们死后，14C由于衰变不断减少，通过测量现时的活度，可推算出古生物死去的时间。例如在河北磁山遗迹中发现古时的粟，在粟样品中含有1g碳，测出它的放射性活度为λN(t)=10.4×10-2/s，可以推算它存放的年代，由14C的丰度(1.3×10-12)可知1g新鲜的碳中含14C核数是(6.023×1023/12)1.3×10-12=6.5×1010对应的放射性活度为18由关系可推得古粟距今的时间是据考证这些粟是世界上发现最早的粟，它比在印度和埃及发现的还要早。19我们考虑最简单的级联衰变—两代衰变:X→Y→Z,核X服从上述指数

8、规律，但核Y一方面不断地向Z衰变，但又不断从X得到补养，所以它在单位时间内的净增加率为将代入，解方程给出四、级联衰变20可见级联衰变不再是简单的指数规律。当时，有21由λXNX≈λYNY还可给出短寿命核（Y）的半衰期：上结果启发人们，要保存短寿命的