放射性测量方法(精).docx

放射性测量方法课后练****xxxxxxxxxxx xxxxx 第一章放射性方法勘查的基本方法 1. 何为放射性现象?放射性现象是何时何地何人首先发现的?核科学有何发展前景? 答: 放射性现象是某些核素原子核能够自发的发生衰变放出α、β、γ等射线的现象叫放射性现象。放射性现象 1896 年法国物理学家贝克勒尔在对一种荧光物质硫酸钾铀研究时发现了天然放射性。核科学在以下方面有较好的发展前景如下: 首先核基础研究和支撑技术领域,如加快各种强留加速器和同步辐射加速器的发展;其次核能技术领域,发展新型核电设备,研制空间核动力系统,研制大功率激光器等;核燃料循环技术领域,建设更全面的核废料处理循环产业。提高利用率降低环境破坏和污染。最后核技术应用领域,开发新型核探测和放射源制造工艺,在环境治理上的应用。 2. 请写出?衰变、?衰变、?跃迁定义。绘出 U-238 放射性系列衰变图。答:放射性核素的原子核自发的放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程称为α衰变。放射性核素的原子核自发的放出β粒子或俘获一个轨道电子而变成另一个核素的原子核的过程称为β衰变。(β衰变分β-,β+,轨道电子俘获三种。) 原子核由激发态跃迁到较低能态,而核的原子序数 Z和质量数 A均保持不变的过程,称为γ跃迁。 3. 写出天然放射性系列中的主要放射性核素, 分析放射性系列及其主要的辐射体。答:主要放射性核素:铀U,镤Pa,钍Th,锕Ac,镭Ra,钫Fr,氡Rn,砹At, 钋Po,铋Bi,铅Pb,***Tl。、铀系列的母体核素为 238U ,铀系列的质量数都是 4的整数倍再加 2,即服从 A=4n+2 的规律(其中 n=51~59 ),所以铀系也叫做 4n+ 2 系列。在整个系列中母体核素 238U 的半衰期最长,^9 年,子体核素中218Po 、214Pb 、214Bi 、214Po 、210Tl 等的寿命都很短,234U 的半衰期最长, ^5 年。钍系列的母体核素为 232Th ,他经过 10 次衰变后称为稳定的核数 208Pb 。钍系中核数的质量数都服从 A=4n 的规律( n=52-58 ) ,所以钍系又叫4n系列。系列中母核素 232Th 半衰期最长,^10 年,钍系列子体核素寿命一般比较短,寿命最长子体核素 238Ra 半衰期为 年。锕系列的母体核素为 235U92 (AcU )经过 11 次衰变后形成稳定铅同位素 207Pb ,质量数服从 A=4n+3 的规律( n=51-58 )。其中母体 235U92 的半衰期最长为, ^8 年, 子体核素中 231Pa 的半衰期最长为, ^4 年。 4. 画出几种常用的放射性核素衰变图。衰变图如下: 5. 讨论放射性衰变基本规律及其主要名词术语。答:放射性衰变的基本规律为,放射性核素的原子核数 N随时间增长而成负指数规律衰减。即:N=N 0*e -λt。主要名词术语有:半衰期、λ衰变常数、平均寿命τ 6. 讨论母核与子核两个放射性核素的衰变和积累规律。答:假定两个放射性核素 A,B。核素 B是核素 A的衰变产物。讨论λA<< λB 时,核素 A 衰变速度要比核素 B 衰变速度慢得多,在测量过程中,可以认为核素 A的数量实际上保持不变。N B=λ AN 0A/λ B*(1-e -λBt)。当N B*λB=N 0*λ A≈N A*λA 。即单位时间内核素 B 衰变的原子核数等于核素 A 衰变的原子核数, 此时称 A,B 两核素达到放射性平衡。即在经过 10倍B 核素半衰期后 A,B达到放射性平衡。λA<λB 时,这是一种母核素 A 较子核素 B 衰变的慢,且慢的不多的情况,此时A 原子数也随时间变化。核素 B 原子数量增加到极大值所需要的时间为: tmax=[1/( λB-λA)]*ln( λB/λA)。得到 B极大值的原子核数 N B,max=N A*λA/λ B。当 t 足够长时(大于 10倍B 半衰期),NB/NA= λA/( λB-λA), 即两个核素的原子核数的比值保持不变,这时 A,B 两核素所处的状态称为放射性动平衡,这类例子有: 214Pb →214Bi ,212Pb →212Bi 。λA>λB时,核素 A的半衰期比核素 B的半衰期短,当t大于 10倍核素 A的半衰期时,核素 A 已经衰变完了,子核数达到最大值, NB 便按照自己的衰变规律变化。 7. 写出放射性平衡、半衰期、衰变常数、放射性核素平均寿命的定义。答:放射性平衡:设核素 B是核素 A的衰变子体,则单位时间内核素 B的衰变原子数等于核素 A衰变的原子数,此时称核素 A和B达到放射性平衡。半衰期:指放射性核素的数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值叫做半衰期