放射性及其衰变规律课件.ppt

放射性及其衰变规律
第二章放射性及其衰变规律
教学内容
1、核衰变及放射性核素
2、放射性衰变与积累规律
3、放射性测量单位与标准源
核衰变与放射性核素
一、原子结构及原子核衰变
自然界由多个多样 物质组成, 每种物质 元素都由化学性质完全相同 原子组成。每种元素 原子由原子核及核外 电子组成。原子核由质子和中子组成, 中子不带电, 质子带正电, 质子所带 正电荷量与核外电子所带负电荷量相等, 电性相反, 整个原子成电中性。
全部这些物质都是由存在于自然界 90多个元素 原子(核)组成。比如水由二个氢原子和一个氧原子组成(Ｈ２Ｏ); 乙醇由六个氢原子, 二个碳原子和一个氧原子组成(C２H５OH).
核衰变与放射性核素
原子很小, 其直径为10－８cm; 原子核 直径只有10－１２～10－１３cm, 约为原子线度 1/10000。原子核集中了原子 ％以上 质量, 原子质量在10－２２～10－２４g 范围内。
比如, 自然界最轻 氢元素 ×10-24g, 最重 铀原子 ×10-22g
质子质量mｐ=-24g
电子质量mｅ= -28g
所以质子 质量为电子质量 1836。
原子与原子核
一个原子核由Ｚ个质子(原子序数)和N个中子所组成, 则该原子核质量m=Z·mｐ+N·mｎ,因为mｐ和mｎ都很靠近于1, 所以, 当用u作单位时, 原子核质量非常靠近于一个整数, 我们用A来表示原子核质量最靠近 整数, 并称为质量数, 这么有A=Z+N。铀原子核表示为238U。
核衰变及放射性核素
含有确定质子数和中子数 一类原子或原子核称为核素。
原子序数相同而质量数不相同 核素互为同位素, 如氢, 氘和氚原子序数Ｚ都为１, 但质量数A分别为1, 2, 3这种含有相同原子序数但质量数不一样 核素称为同位素。这三种核素为氢 同位素。
原子序数和质量数都相同 原子核, 原子核处于不一样核能态 一类核素称为同质异能素。
世界上已发觉109种元素, 核素 多个(其中稳定性核素300种左右, 如31Ｐ, 32Ｓ等; 其它都是放射性核素, 如131Ｉ, 32Ｐ等)。
核衰变及放射性核素
原子核结合能处于最低能量状态（即基态）, 是全部稳定原子核 状态。高于基态 能量状态, 为不稳定 激发态。自然界中有些天然物质是由不稳定 原子组成 。它们能自发地转变成稳定 原子。在这种转变过程中, 常伴伴随发射带电粒子和γ射线, 其本身变成另一个核素, 该过程称放射性衰变, 这种现象称放射性现象, 这类元素称放射性核素（同位素）。
核衰变及放射性核素
1896年法国科学家亨利·贝可勒尔(H·Becquerel)发觉了放射性现象。这些不稳定 原子核关键 衰变类型以下:
1）α衰变: 处于激发态 放射性核素（X), 自发地放出α粒子, 而转变成另一个原子核（Y) 过程, 称为α衰变。
比如: 原子核经α衰变转变成 为
核衰变及放射性核素
2）β衰变: 处于激发态 放射性核素（X), 自发地放出β粒子, 而转变成另一个原子核（Y) 过程, 称为β衰变。
β+衰变:

β-衰变:

3) 电子俘获: 放射性核素（X)自发地俘获一个轨道电子,使核内一个质子变为中子,生成 新核素质量数与母核相同,原子序数比母核降低一位.
核衰变及放射性核素
4)同质异能γ跃迁 α衰变和β衰变产生 新原子核,处于激发态 时间很短,(约10-13s）, 很快跃迁到较低能级或基态, 并放出γ光子。而核 原子序数和质量数都不变。