大学物理原子核的放射性衰变

1、162 162 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变1第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒子物理简介一、原子核的稳定性一、原子核的稳定性原子核的原子核的稳定性稳定性，是指原子核不会自发地改变其质，是指原子核不会自发地改变其质子数、中子数和它的基本性质子数、中子数和它的基本性质.按原子核的稳定性可按原子核的稳定性可分为稳定原子核和不稳定分为稳定原子核和不稳定(或放射性或放射性)原子核两类原子核两类. 预测核的稳定性的经验规则：预测核的稳定性的经验规则：1.1.原子核中的质子数等于和大于原子核中的质子数等于和大于8484的原子核是不稳的原子核是不稳 定的定的. . 162 16

2、2 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变2第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒子物理简介2.具有少于具有少于84个质子的原子核，质子数和中子数均个质子的原子核，质子数和中子数均 为偶数时，其核稳定为偶数时，其核稳定.3.质子数或中子数等于质子数或中子数等于2,8,20,28,50,82,126的原子核的原子核 特别稳定特别稳定.这些数称为这些数称为幻数幻数. 4.中子数和质子数之比中子数和质子数之比n/p，在，在Z20时时 ，原，原 子核稳定子核稳定.随着原子序数增加，随着原子序数增加， 值增大值增大.Z在中等在中等 数值时数值时 约为约为1.4；Z在在90左右约为左右约为

3、1.6，比值越，比值越 大，稳定性越差大，稳定性越差.1npnpnp162 162 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变3第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒子物理简介二、原子核衰变二、原子核衰变 不稳定的原子核都会自发地转变成另一种核而不稳定的原子核都会自发地转变成另一种核而同时放出射线，这种变化叫同时放出射线，这种变化叫放射性衰变放射性衰变.实验发现原实验发现原子核在衰变过程中放出的射线有三种：子核在衰变过程中放出的射线有三种：射线、射线、射射线和线和射线射线.162 162 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变4第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒

4、子物理简介三、放射性衰变定律三、放射性衰变定律设有某种放射性同位素样品，单独存在时，某时刻设有某种放射性同位素样品，单独存在时，某时刻t样品中有样品中有N个核个核.在在ttdt时间内有时间内有dN个核发生衰变，个核发生衰变，dN应与应与dt成正比，与成正比，与t时刻的核数时刻的核数N成正比，则成正比，则ddNN tdd(16.14)NtN 或式中式中是表征衰变快慢的比例常数，叫做是表征衰变快慢的比例常数，叫做衰变常数衰变常数.负负号表示原子核数在减少号表示原子核数在减少.设设t0时时NN0，将式，将式(16.14)积分，得积分，得 0(16.15)tNN e162 162 原子核的放射性衰变原

5、子核的放射性衰变5第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒子物理简介d/dNtN表明衰变常数表明衰变常数的物理意义是的物理意义是：在：在t时刻，每单位时间时刻，每单位时间衰变的原子核数与该时刻原子核总数的比衰变的原子核数与该时刻原子核总数的比.也可以说也可以说是表征单位时间原子核衰变的概率是表征单位时间原子核衰变的概率.越大，衰变越快越大，衰变越快.120012TNN e半衰期的定义是：原子核衰变到半衰期的定义是：原子核衰变到NN0所需的时间所需的时间. 12ln20.693(16.16)T162 162 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变6第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒子物理简介有时也用平均寿命有时也用平均寿命表示衰变的快慢表示衰变的快慢.平均寿命平均寿命是指每是指每个原子核衰变前存在的时间的平均值个原子核衰变前存在的时间的平均值. 0000( d )ddtNLtNt N tt N et平均寿命为平均寿命为01(16.17)LN162 162 原子核的放射性衰变原子核的放射性衰变7第第1616章章 原子核物理和粒子物理简介原子核物理和粒子物理简介0ddtNINN et1/21122/0.693ln20.693ln2TTT或放射性活度放射性活度(也称放射性强度也称放射性强度