第二章--核转变

1、第二章 核衰变,1、掌握放射性核素的衰变类型、衰变规律 2、掌握有关概念 3、理解放射性核素的衰变平衡,放射性衰变时遵循：能量守恒、动量守恒、角动量守恒、电荷数守恒、核子数守恒等一些基本物理学定律。, 衰变式：, 衰变条件：衰变前，母核原子的质量必须大于衰变后子核原子和氦原子质量之和。,例如：,第一节 放射性核素衰变类型,一、 衰变,二、 衰变：,（1） 衰变：,衰变中原子核释放出的是负电子,例如：,（2） 衰变：,衰变中原子核释放出的是正电子,例如：,（3） 电子俘获（K俘获）：原子核自发地俘获一个核外轨道电子。,例如：,- 衰变式：,+ 衰变式：,中微子特性： 不带电； 质量几乎为零； 自

2、旋量子数为 1/2 。, 衰变：, 射线是一种高能电磁辐射。, 衰变式：,X* 表示处于激发态的原子核。,例如：,三、 衰变：,三种射线：, 射线（氦核束）：穿透能力最差，约0.01mm厚的铅薄片就能阻止它穿过。, 射线（电子束）：穿透力稍强，可以穿透0.1mm厚的铅板。, 射线（光子束）：穿透能力最强，它可以穿透大约100mm厚的铅板。,第二节 核衰变规律,一、衰变规律：,：衰变常数 某种放射性核素的核在单位时间内自发衰变的比率,积分可得：, 越大，衰变越快。,半衰期计算式：,半衰期（T ）定义：放射性核素衰减到原来数目的一半所需要的时间。,半衰期: 反映放射性核素稳定性的物理量。,核医学中

3、还用到另外两种半衰期： “生物半衰期Tb”- 生物体内的放射性核素从体内排出一半需要的时间。 “有效半衰期Te”-指生物体内的放射性核素由于从体内排出和物理衰变两个因素作用，放射性活度减少一半所需要的时间。,将,代入,得,结论：经过平均寿命后，剩下的核素数目约为原来的37。,平均寿命（ ） ：描述放射性核素衰变快慢的物理量。,放射性活度（A ）：放射性物质在单位时间内发生衰变的原子核数目。,贝克（Bq）,（每秒产生一次核衰变）,居里（Ci）,夜光表中放射性物质的放射性活度： 4104Bq,用于癌症治疗的放射性活度约为： 41013Bq,单位：,例1 放射性元素镭 的半衰期是1600年，（1）它

4、的衰变常数是多少？ （2）若 t = 0 时样品中含有 3.01016个镭核，试确定2000年后其放射性活度。,解,第三节 放射性统计涨落及放射平衡,在一定时间内放射性原子核的衰变数、带电粒子在介质中损耗能量所产生的离子对数，都是随机的，即有统计涨落。 在任何一次核衰变测量中，即使所有的测量条件都是稳定的，如源的放射性活度、源的位置、探测器的工作电压等都保持不变，多次记录探测器在相同时间内所测到的粒子数目就会发现，每次测到的计数并不完全相同，而是围绕某个平均数值上下涨落。这种现象称为放射性计数的统计涨落。 它是微观粒子运动过程中的一种规律性现象，是放射性原子核衰变的随机性引起的。,一、统计涨落

5、,放射系（族）,假设:,A,B,C,二、放射平衡,即:,(1)母体 Tm子体 Tz,达平衡所需t约为Tz的几倍,稳态平衡,(2)母体 T m子体 Tz几倍,暂态平衡,平衡后,(3)母体 T m子体 Tz,是一种从较长半衰期的母体核素(parent nucleus)中分离出由它衰变而来的短半衰期子体核素(daughter nucleus)的装置。,放射性核素发生器,母体核素由反应堆或加速器产生后，被注入一个装有吸附剂的层析柱内，母体核素被牢固地吸附在吸附剂上，同时不断衰变成子体核素，因其化学性质与母体不同，子体核即可从吸附剂上解吸附下来。,每隔一定时间能够从放射性核素发生器分离出可供使用的子体核素，就好像从母牛身上挤奶一样，所以这种装置俗称“母牛”(cow)。,目前核医学使用的放射性核素主要是通过发生器来获得的，可以定期供应，使用方便。,例如：99Mo-99mTo(钼-锝)发生器、 113Sn-113mIn(锡-铟)发生器、 81Rb-81m