第二章-辐射防护基础知识(二)——放射性与辐射分析只是分享
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射线的种类： ➢ 粒子辐射：a射线，b射线，宇宙射线、中子等的辐射 ➢ 电磁辐射：γ射线、X射线等的辐射 ➢ 发射正电子、质子、中子、等其它粒子。 ➢ 大气层中的宇宙射线成分主要是质子、中子、介子、介子、 电子等。
1. 放射性
射线的性质： ➢ 铀、镭、钋等元 素能放出一些射线， 射线看不见，但能穿 透光所不能穿透的物 体（如黑纸）使照相 底片感光。
α
42He
-2
-4
β-
e-(负电子)
+1
0
β+
e+(正电子)
-1
0
γ hν(光子)
0
0wk.baidu.com
Ec hν(光子)
-1
0
位移定则
α衰变的反应式为
Z AX Z A 4 2Y2 4He
它表示在α衰变中，放射性元素X的原子核放 出一个α粒子( )24，He蜕变成一种新元素Y，其原子 核的质量数比原来元素的质量数减少4，而电荷数 减少2，即在周期表中的位置移前两位。
g衰变特点： 1、从原子核中发射出光子 2、常常在 a 或 b 衰变后核子从激发态退激时核能级跃迁
时产生。 3、产生的射线能量离散，是单能的 4、可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别 5、 g光子的能量在几十keV到几MeV，放射性核素有两千
多种。
2. 核衰变类型
g衰变——3He 3He
α 衰变 β+ 衰变
2. 核衰变类型 b衰变——3H 3He
2. 核衰变类型
➢ 说明：
i. β-粒子实质是电子，质量为 0.000549u,带一个负电 荷。
ii. β-粒子比核的质量小几千倍→几十万倍，因此，β-粒 子从原子核带走的能量很少。
iii. β-粒子的能谱是一个连续值，Eβ-的值可以从0→最大 值。
iv. E0是β-粒子的最大能量值，一般图表上给Eβ-即是E0.
注： x和g射线都是电磁辐射，电荷都为0，静止质量为0，
都具有波粒二象性，其本质是电磁场的携带者或者是 电磁相互作用的传递者。 二者的根本区别在于来源不同：
– g射线是原子核结构变化而发射出的辐射 – X射线是核外电子绕行轨道改变而发射出的辐射
3.放射性核衰变的结果
衰变形式 放出射线 原子序数变化 原子质量数变化
第二章-辐射防护基础知识 (二)——放射性与辐射分析
1 放射性
19世纪末的三大发现： 1.) 1895：伦琴（德）— X射线
（ 1901 第一届诺贝尔物理奖） 2. )1896：贝克勒尔（法）— 铀放射性
1898：玛丽·居里（法）— 钋、镭 3. )1897：汤姆孙 从阴极射线管— 电子
放射性衰变规律的研究（居里夫妇、卢瑟福） a, b, g 射线 氦，电子 光
物质的放射性
1. 放射性
➢放射性：有许多核素都能自发地发射出各种射线的现 象，或称辐射。
➢本质：原子核的衰变过程
➢结果：原子核放出射线，由一种元素转变成另一 种元素。
➢母体：衰变前的放射性同位素；
➢子体：衰变过程中产生的新同位素，又称放射成因同 位素
1. 放射性
放射性原子核： ➢ 能自发地放射出各种射线的核素称为放射性核素。
β- 衰变 g 衰变
2. 核衰变类型
5) 电子俘获（Electeon Capture EC） ➢ 通式：
P+e-→n+ν AZX+e- →AZ-1Y+Q+ν ➢ 例：5526Fe+e-→5525Mn
2. 核衰变类型
电子俘获
质子变成中子
X射线
2. 核衰变类型
电子俘获——7Be 7Li
2. 核衰变类型
A-4Z-2Y → 子核
α → 出射粒子
Q → 能量
➢ 例：22688Ra → 22286Rn + 42He（α） （镭 → 氡）
a衰变
2. 核衰变类型
+ +
+
++
+
放射性母+核!!
+ +
从母核中射出 的4He原子核
238U4He + 234Th
a粒子得到大部分衰变能
2. 核衰变类型
a衰变——241Am 237Np
4 各种核射线的特点
1.几种射线的性质
射线 径迹
射程
电比离度
LET
α 直线
气：2.4-11cm 30000离子
β衰变的反应式为
Z AX ZA 1Y1 0e
它表示在β衰变中，原子核放出一个β粒子
(
0 1
e
)时，新元素原子核的质量数不变，而
电荷数增加1，即在周期表中的位置移后一位。
放射性元素因α衰变或β衰变而引起元素 原子序数变动的规则，称为位移定则。原 子核进行 衰变时，核的能级发生变化，而 核的组成不发生变化，元素在周期表中的 位置不变。
2. 核衰变类型
3) β+衰变(Beta-pasitron)
P→n+β++Q+V
AZX→AZ-1Y+β++Q+V
β+:正电子
ν：中微子
2. 核衰变类型
正b衰变——11C 11B
b衰变
2. 核衰变类型
发生原因——母核中子或质子过多反中微子
+
+ ++
+ +
+
+ +
+ 质子转变成中子，并且 带走一个单位的正电荷
中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷
－
中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
2. 核衰变类型
已知的具有b放射性的核素有一千多种，其中 轻核和重核都可能放射出b射线。
由中子辐照稳定核素所产生的大多数放射性核 素都具有b放射性，因此b辐射源通常可以用反 应堆中子辐照得到。
单能电子可由电子加速器提供。
α，β，γ三种射线在磁场中的分裂
1. 放射性
世界上第一张X光照片
2. 核衰变类型
➢ α衰变 ➢b衰变 ➢γ衰变
2. 核衰变类型
1) α衰变（Alpha）:
➢ α射线:
氦核
4 2
He
的粒子流，质量为氢原子质量的四倍，
带两个单位的正电荷
➢ 衰变通式：
AZX → A-4Z-2Y+ α +Q
AZX → 母核
2. 核衰变类型
4)γ衰变（Gamma ray decay）
➢ γ射线：波长比X射线更短的电磁即光子流 ➢ 衰变通式：
➢例
AZXm→AZX+γ
6027Co→6028Ni+ b +γ+γ 钴
11349铟In→11349In+γ
2. 核衰变类型
+
+ ++
+ +
+
+ +
g光子
－
中微子
2. 核衰变类型
2. 核衰变类型
2) β- 衰变(Beta-negatron)
➢ β射线:
高速飞行的电子流，称为β 粒子
➢ 衰变通式：
n→P+β-+Q+ν-
AZX→ AZ+1Y+β-+Q+ν-
β- ：负电子
n：中子
P：质子
ν- ：反中微子
➢ 例：3215P→3216S+β
2. 核衰变类型
基本衰变——b衰变（动画）
1. 放射性
射线的性质： ➢ 铀、镭、钋等元 素能放出一些射线， 射线看不见，但能穿 透光所不能穿透的物 体（如黑纸）使照相 底片感光。
α
42He
-2
-4
β-
e-(负电子)
+1
0
β+
e+(正电子)
-1
0
γ hν(光子)
0
0wk.baidu.com
Ec hν(光子)
-1
0
位移定则
α衰变的反应式为
Z AX Z A 4 2Y2 4He
它表示在α衰变中，放射性元素X的原子核放 出一个α粒子( )24，He蜕变成一种新元素Y，其原子 核的质量数比原来元素的质量数减少4，而电荷数 减少2，即在周期表中的位置移前两位。
g衰变特点： 1、从原子核中发射出光子 2、常常在 a 或 b 衰变后核子从激发态退激时核能级跃迁
时产生。 3、产生的射线能量离散，是单能的 4、可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别 5、 g光子的能量在几十keV到几MeV，放射性核素有两千
多种。
2. 核衰变类型
g衰变——3He 3He
α 衰变 β+ 衰变
2. 核衰变类型 b衰变——3H 3He
2. 核衰变类型
➢ 说明：
i. β-粒子实质是电子，质量为 0.000549u,带一个负电 荷。
ii. β-粒子比核的质量小几千倍→几十万倍，因此，β-粒 子从原子核带走的能量很少。
iii. β-粒子的能谱是一个连续值，Eβ-的值可以从0→最大 值。
iv. E0是β-粒子的最大能量值，一般图表上给Eβ-即是E0.
注： x和g射线都是电磁辐射，电荷都为0，静止质量为0，
都具有波粒二象性，其本质是电磁场的携带者或者是 电磁相互作用的传递者。 二者的根本区别在于来源不同：
– g射线是原子核结构变化而发射出的辐射 – X射线是核外电子绕行轨道改变而发射出的辐射
3.放射性核衰变的结果
衰变形式 放出射线 原子序数变化 原子质量数变化
第二章-辐射防护基础知识 (二)——放射性与辐射分析
1 放射性
19世纪末的三大发现： 1.) 1895：伦琴（德）— X射线
（ 1901 第一届诺贝尔物理奖） 2. )1896：贝克勒尔（法）— 铀放射性
1898：玛丽·居里（法）— 钋、镭 3. )1897：汤姆孙 从阴极射线管— 电子
放射性衰变规律的研究（居里夫妇、卢瑟福） a, b, g 射线 氦，电子 光
物质的放射性
1. 放射性
➢放射性：有许多核素都能自发地发射出各种射线的现 象，或称辐射。
➢本质：原子核的衰变过程
➢结果：原子核放出射线，由一种元素转变成另一 种元素。
➢母体：衰变前的放射性同位素；
➢子体：衰变过程中产生的新同位素，又称放射成因同 位素
1. 放射性
放射性原子核： ➢ 能自发地放射出各种射线的核素称为放射性核素。
β- 衰变 g 衰变
2. 核衰变类型
5) 电子俘获（Electeon Capture EC） ➢ 通式：
P+e-→n+ν AZX+e- →AZ-1Y+Q+ν ➢ 例：5526Fe+e-→5525Mn
2. 核衰变类型
电子俘获
质子变成中子
X射线
2. 核衰变类型
电子俘获——7Be 7Li
2. 核衰变类型
A-4Z-2Y → 子核
α → 出射粒子
Q → 能量
➢ 例：22688Ra → 22286Rn + 42He（α） （镭 → 氡）
a衰变
2. 核衰变类型
+ +
+
++
+
放射性母+核!!
+ +
从母核中射出 的4He原子核
238U4He + 234Th
a粒子得到大部分衰变能
2. 核衰变类型
a衰变——241Am 237Np
4 各种核射线的特点
1.几种射线的性质
射线 径迹
射程
电比离度
LET
α 直线
气：2.4-11cm 30000离子
β衰变的反应式为
Z AX ZA 1Y1 0e
它表示在β衰变中，原子核放出一个β粒子
(
0 1
e
)时，新元素原子核的质量数不变，而
电荷数增加1，即在周期表中的位置移后一位。
放射性元素因α衰变或β衰变而引起元素 原子序数变动的规则，称为位移定则。原 子核进行 衰变时，核的能级发生变化，而 核的组成不发生变化，元素在周期表中的 位置不变。
2. 核衰变类型
3) β+衰变(Beta-pasitron)
P→n+β++Q+V
AZX→AZ-1Y+β++Q+V
β+:正电子
ν：中微子
2. 核衰变类型
正b衰变——11C 11B
b衰变
2. 核衰变类型
发生原因——母核中子或质子过多反中微子
+
+ ++
+ +
+
+ +
+ 质子转变成中子，并且 带走一个单位的正电荷
中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷
－
中微子
三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能量
2. 核衰变类型
已知的具有b放射性的核素有一千多种，其中 轻核和重核都可能放射出b射线。
由中子辐照稳定核素所产生的大多数放射性核 素都具有b放射性，因此b辐射源通常可以用反 应堆中子辐照得到。
单能电子可由电子加速器提供。
α，β，γ三种射线在磁场中的分裂
1. 放射性
世界上第一张X光照片
2. 核衰变类型
➢ α衰变 ➢b衰变 ➢γ衰变
2. 核衰变类型
1) α衰变（Alpha）:
➢ α射线:
氦核
4 2
He
的粒子流，质量为氢原子质量的四倍，
带两个单位的正电荷
➢ 衰变通式：
AZX → A-4Z-2Y+ α +Q
AZX → 母核
2. 核衰变类型
4)γ衰变（Gamma ray decay）
➢ γ射线：波长比X射线更短的电磁即光子流 ➢ 衰变通式：
➢例
AZXm→AZX+γ
6027Co→6028Ni+ b +γ+γ 钴
11349铟In→11349In+γ
2. 核衰变类型
+
+ ++
+ +
+
+ +
g光子
－
中微子
2. 核衰变类型
2. 核衰变类型
2) β- 衰变(Beta-negatron)
➢ β射线:
高速飞行的电子流，称为β 粒子
➢ 衰变通式：
n→P+β-+Q+ν-
AZX→ AZ+1Y+β-+Q+ν-
β- ：负电子
n：中子
P：质子
ν- ：反中微子
➢ 例：3215P→3216S+β
2. 核衰变类型
基本衰变——b衰变（动画）