原子核衰变的基本规律

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*三、放射系 (radioactive series) 放射性核素衰变为另一种核素，此核素还要继
续衰变，最后到达一种稳定的核素，形成放射系， 也称级联衰变链。已知三天然一人工。
(1) 钍系：钍(32930Th)→铅(28028 Pb).A=4n,4n系。
(2)
铀系：铀(
238 92
U)
→铅(
206 82
N
原子核数，分母是当时的原子核总数，表示
一个原子核在单位时间内发生衰变的概率。
N N0e- t指数衰减规律，N0是t=0时母核数目。 3
2. 放射性活度 A
表示放射性的强弱程度，
定义为单位时间内发生衰变的核的数目。
A
- dN dt
N0e- t
N
A A0e - t
A0=N0是t=0时的放射性活度。放射性活度也
限大都可能存在，所以它们的寿命之和为


N
tdt

N0
0

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核的平均寿命 1 T 1.44T N 0 ln 2
是衰变常量的倒数，是半衰期的1.44倍。
N N 0e-1 37% N 0
经过相当于平均寿命的时间，剩下的母核数
目仅为原先的37%。
当粒子的运动速率接近光速时，从实验室参考 系观测到的粒子的寿命将比一般数据表中给出的 值大，也就是说，高速飞行的粒子寿命变长了。
Pb).A=4n+2,4n+2系。
(3)
锕系：锕(28297
Ac)→铅(
207 82
Pb).A=4n+3,4n
+3系。
(4)
镎系：镎(
237 93
Np)→铋(
209 83
Bi).A=4n+1,4n
+1系。
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§18-6 原子核衰变的基本规律
一、放射性衰变(radioactive decay) 不稳定的核素自发变化，转变为另一种核素，
同时还放出一定的粒子流，这种性质称为放射性。
不稳定核素的自发变化，称为原子核的衰变， 或称为原子核的放射性衰变。
衰变过程中释放出来的粒子流称为射线。 具有放射性的同位素，称为放射性同位素。 放射性同位素有天然的，也有人工的。
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衰变常量、半衰期T 和平均寿命之间存在
一定联系，知道一个，另外两个也就完全确定了， 任何一个都可以作为放射性核素的特征量。
每一种放射性核素都具有特定值(T值、值)， 可以根据测量的值，来判断是哪种放射性核素。
实验表明，原子核的放射性是原子核自身性质 的反映，其特征量以及所遵从的规律不受外界条 件(如温度、压强和磁场等)的影响，也不会由于 核是处于单质中或是处于化合物中而有所变化。
4. 自发裂变(SF)：自发裂变为两个或多个质量
相近的原子核。
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二、放射性衰变的规律
1. 指数衰变规律 母核减少，射线强度减弱，都遵从指数衰减。
-dN=Ndt，为衰变常量，是放射性核素的
特征量，表示母核随时间衰减的快慢，对确定
的放射性核素和确定的衰变方式，是常量。
-dN / dt 分子是单位时间内发生衰变的
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Baidu Nhomakorabea. 半衰期和平均寿命
半衰期T 为母核数目衰变掉一半所需时间，或 放射性活度减弱一半所需时间。T 也是放射性核 素特征量，也表示放射性随时间衰减的快慢。
t=T时,N=N0/2
∴
1 2 N0

N 0 e - T
T ln 2 0.693 T与成反比。

对于初始时刻的所有母核来说，寿命从零到无
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放射性衰变的分类：
1.
衰变：放出氦核(
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He)的过程。
2. 衰变：-衰变放出电子(e- )和反中微子( e)；
衰变放出正电子(e )和中微子( e)；电子俘获(EC)
是原子核俘获一个核外轨道电子的过程。
3. 衰变：即跃迁，放出波长很短的电磁辐射。 与衰变属于同一类的有内转换(IC)，原子核把激发 能直接交给核外电子使电子离开原子的过程。
是随时间按指数规律衰减的。
放射性活度单位是Bq(贝克勒尔)，若1s内有1个 核衰变，则此时的放射性活度就是1Bq，1Bq=1s-1, 常用kBq(千贝克勒尔)和MBq(兆贝克勒尔)作单位。
常用单位Ci (居里)，1Ci=3.71010Bq ,实际应 用中常用mCi (毫居里)和 Ci (微居里)作单位。