醫(yī)藥衛(wèi)生輻射防護基礎知識-放射性與輻射課件

第二章輻射防護基礎知識（二）第二章輻射防護基礎知識（二）1一、放射性與輻射一、放射性與輻射219世紀末的三大發(fā)現(xiàn)：1.)1895：倫琴（德）—X射線（1901第一屆諾貝爾物理獎）2.)1896：貝克勒爾（法）—鈾放射性1898：瑪麗·居里（法）—釙、鐳3.)1897：湯姆孫從陰極射線管—電子

放射性衰變規(guī)律的研究（居里夫婦、盧瑟福）a,b,g射線氦，電子光1放射性19世紀末的三大發(fā)現(xiàn)：1放射性3物質的放射性

放射性：有許多核素都能自發(fā)地發(fā)射出各種射線的現(xiàn)象，或稱輻射。本質：原子核的衰變過程結果：原子核放出射線，由一種元素轉變成另一種元素。母體：衰變前的放射性同位素；子體：衰變過程中產(chǎn)生的新同位素，又稱放射成因同位素1.放射性物質的放射性1.放射性41.放射性放射性原子核：能自發(fā)地放射出各種射線的核素稱為放射性核素。射線的種類：粒子輻射：射線，射線，宇宙射線、中子等的輻射電磁輻射：γ射線、X射線等的輻射發(fā)射正電子、質子、中子、等其它粒子。大氣層中的宇宙射線成分主要是質子、中子、介子、介子、電子等。1.放射性放射性原子核：51.放射性射線的性質：鈾、鐳、釙等元素能放出一些射線，射線看不見，但能穿透光所不能穿透的物體（如黑紙）使照相底片感光。α，β，γ三種射線在磁場中的分裂

1.放射性射線的性質：α，β，γ三種射線在磁場中的分裂6世界上第一張X光照片1.放射性世界上第一張X光照片1.放射性72.核衰變類型α衰變衰變γ衰變2.核衰變類型α衰變8α衰變（Alpha）:α射線:氦核的粒子流，質量為氫原子質量的四倍，帶兩個單位的正電荷衰變通式：

AZX→A-4Z-2Y+α+QAZX→母核A-4Z-2Y→子核

α→出射粒子Q→能量例：22688Ra→22286Rn+42He（α）（鐳→氡）2.核衰變類型α衰變（Alpha）:2.核衰變類型9+++++++++從母核中射出的4He原子核粒子得到大部分衰變能238U4He+234Th放射性母核!!衰變2.核衰變類型+++++++++從母核中射出粒子得到大部分衰變能2310衰變——241Am237Np2.核衰變類型衰變——241Am237Np2.核衰變類型11β-衰變(Beta-negatron)β射線:高速飛行的電子流，稱為β粒子衰變通式：n→P+β-+Q+ν-AZX→AZ+1Y+β-+Q+ν-

β-：負電子n：中子P：質子ν-

：反中微子例：3215P→3216S+β

2.核衰變類型β-衰變(Beta-negatron)2.核衰變類型12基本衰變——衰變（動畫）2.核衰變類型基本衰變——衰變（動畫）2.核衰變類型13衰變——3H3He2.核衰變類型衰變——3H3He2.核衰變類型14說明：β-粒子實質是電子，質量為0.000549u,帶一個負電荷。β-粒子比核的質量小幾千倍→幾十萬倍，因此，β-粒子從原子核帶走的能量很少。β-粒子的能譜是一個連續(xù)值，Eβ-的值可以從0→最大值。E0是β-粒子的最大能量值，一般圖表上給Eβ-即是E0.2.核衰變類型說明：2.核衰變類型15[醫(yī)藥衛(wèi)生]輻射防護基礎知識——放射性與輻射課件16β+衰變(Beta-pasitron)

P→n+β++Q+VAZX→AZ-1Y+β++Q+V

β+:正電子ν：中微子

2.核衰變類型β+衰變(Beta-pasitron)2.核衰變17正衰變——11C11B2.核衰變類型正衰變——11C11B2.核衰變類型18+++++++++發(fā)生原因——母核中子或質子過多質子轉變成中子，并且?guī)ё咭粋€單位的正電荷中子轉變成質子，并且?guī)ё咭粋€單位的負電荷+反中微子－中微子三種子體分享裂變能——因此電子具有連續(xù)能量衰變2.核衰變類型+++++++++發(fā)生原因——母核中子或質子過多質子轉變成中192.核衰變類型已知的具有放射性的核素有一千多種，其中輕核和重核都可能放射出射線。由中子輻照穩(wěn)定核素所產(chǎn)生的大多數(shù)放射性核素都具有放射性，因此輻射源通?？梢杂梅磻阎凶虞椪盏玫?。單能電子可由電子加速器提供。2.核衰變類型已知的具有放射性的核素有一千多種，其中輕核20γ衰變（Gammaraydecay）γ射線：波長比X射線更短的電磁即光子流衰變通式：

AZXm→AZX+γ例

6027Co→6028Ni++γ+γ鈷

11349In→11349In+γ銦

2.核衰變類型γ衰變（Gammaraydecay）2.核衰變類型21+++++++++－中微子光子2.核衰變類型+++++++++－中微子光子2.核衰變類型22衰變特點：1、從原子核中發(fā)射出光子2、常常在或衰變后核子從激發(fā)態(tài)退激時核能級躍遷時產(chǎn)生。3、產(chǎn)生的射線能量離散，是單能的4、可以通過測量光子能量來區(qū)分母體的核素類別5、光子的能量在幾十keV到幾MeV，放射性核素有兩千多種。2.核衰變類型衰變特點：2.核衰變類型23衰變——3He3He2.核衰變類型衰變——3He3He2.核衰變類型24α衰變β-衰變β+衰變

衰變α衰變β-衰變β+衰變衰變25電子俘獲（ElecteonCaptureEC）通式：

P+e-→n+νAZX+e-→AZ-1Y+Q+ν例：5526Fe+e-→5525Mn2.核衰變類型電子俘獲（ElecteonCaptureEC）2.26質子變成中子X射線電子俘獲2.核衰變類型質子變成中子X射線電子俘獲2.核衰變類27電子俘獲——7Be7Li2.核衰變類型電子俘獲——7Be7Li2.核衰變類型282.核衰變類型注：x和射線都是電磁輻射，電荷都為0，靜止質量為0，都具有波粒二象性，其本質是電磁場的攜帶者或者是電磁相互作用的傳遞者。二者的根本區(qū)別在于來源不同：射線是原子核結構變化而發(fā)射出的輻射X射線是核外電子繞行軌道改變而發(fā)射出的輻射2.核衰變類型注：29衰變形式放出射線原子序數(shù)變化原子質量數(shù)變化α42He-2-4β-e-(負電子)+10β+e+(正電子)-10γhν(光子)00Echν(光子)-103.放射性核衰變的結果衰變形式放出射線原子序數(shù)變化原子質量數(shù)30位移定則α衰變的反應式為它表示在α衰變中，放射性元素X的原子核放出一個α粒子()，蛻變成一種新元素Y，其原子核的質量數(shù)比原來元素的質量數(shù)減少4，而電荷數(shù)減少2，即在周期表中的位置移前兩位。位移定則α衰變的反應式為31β衰變的反應式為

它表示在β衰變中，原子核放出一個β粒子()時，新元素原子核的質量數(shù)不變，而電荷數(shù)增加1，即在周期表中的位置移后一位。β衰變的反應式為32放射性元素因α衰變或β衰變而引起元素原子序數(shù)變動的規(guī)則，稱為位移定則。原子核進行衰變時，核的能級發(fā)生變化，而核的組成不發(fā)生變化，元素在周期表中的位置不變。放射性元素因α衰變或β衰變而引起元素原子序數(shù)變動的規(guī)則，稱33射線徑跡射程電比離度LETα直線氣：2.4-11cm生物：0.03—0.07mm30000離子對/cm大β曲線氣:幾十Cm—幾m60-100離子對/Cm中γ直-曲線氣:幾十m金屬：幾十cm—幾m很少，β的1%小1.幾種射線的性質4各種核射線的特點

射線徑跡射程電比離度LETα直線氣：2.4-11c34射線速度電荷靜止質量（amu）E（Mev）能譜α1/20C24.00274-9單值β1/3C10.005490-最大連續(xù)值γ∽C00約等于核二能級單值之差單值接上表：射線速度電荷靜止質量（amu）E（Mev）能譜α135[醫(yī)藥衛(wèi)生]輻射防護基礎知識——放射性與輻射課件36[醫(yī)藥衛(wèi)生]輻射防護基礎知識——放射性與輻射課件37多次衰變：A→B→C……S式中：S：穩(wěn)定性核素，其余具放射性。

例如：23892u→23490Th→23491Pa→23492u……206Pb鈾釷鎂

鉛5放射系(radioactiveseries)多次衰變：5放射系(radioactiveseries38放射性核素衰變?yōu)榱硪环N核素，此核素還要繼續(xù)衰變，最后到達一種穩(wěn)定的核素，形成放射系，也稱級聯(lián)衰變鏈。已知三天然一人工。(4)镎系：镎()→鉍().A=4n+1,4n+1系。

(3)錒系：錒()→鉛().A=4n+3,4n+3系。(2)鈾系：鈾()→鉛().A=4n+2,4n+2系。

(1)釷系：釷()→鉛().A=4n,4n系。5放射系(radioactiveseries)放射性核素衰變?yōu)榱硪环N核素，此核素還要繼續(xù)衰變，最396中子輻射中子輻射主要由核反應產(chǎn)生，而不是核衰變產(chǎn)生。中子不帶電，與物質相互作用與其他射線不同。6中子輻射中子輻射主要由核反應產(chǎn)生，而不是核衰變產(chǎn)生。406.1中子類型

冷中子：En<0.025ev慢中子熱中子：En=0.025ev過熱中子：En>0.5ev共振中子：En=1eV—1keV中能中子：En：1Kev-0.5Mev快中子：En：0.5Mev-10Mev超快中子：En：20Mev—50Mev中子

6.1中子類型中子416.2中子的性質中于的質量略大于質子。自由中子不穩(wěn)定，它具有β衰變的性質實驗測得中子的半衰期T1/2＝10.6min。與中子和物質相互作用過程的時間相比，這個時間是很長的。也就是說，中子在衰變之前就已經(jīng)被原子核俘獲了。所以通常可將它視為穩(wěn)定粒子中子的自旋為1／2，磁矩為一1.9228μN。6.2中子的性質中于的質量略大于質子。426.2中子的性質中子與其他微觀粒子一樣，在適當條件下會呈現(xiàn)出波動性質。中子波長λ與它的動能Tn及動量pn有以下關系當中子的速度vn<<c時，有6.2中子的性質中子與其他微觀粒子一樣，在適當條件下會呈現(xiàn)436.2中子的性質中子與物質作用時，其波性是否明顯，主要取決于它的波長和它所作用系統(tǒng)的相對大小。熱中子的波長與固體原子之間的距離相當，這種中子通過晶體時，其波性就很顯著。快中子的波長與原子核大小同數(shù)量級，這種中子與物質作用時，對核作用過程來說，表現(xiàn)出一定的波性。但對原子作用過程來說其波性就可以忽略了。6.2中子的性質中子與物質作用時，其波性是否明顯，主要取決446.3中子源為了研究和利用中子，需要有產(chǎn)生中子的裝置。獲得中子的途徑有兩個：核反應和核裂變。具體獲得中子的方法大致分為三類：利用放射性核素產(chǎn)生中子：(α，n)型中子源；(γ,n)型中子源；自發(fā)裂變中子源6.3中子源為了研究和利用中子，需要有產(chǎn)生中子的裝置。456.3中子源利用加速荷電粒子產(chǎn)生中子：加速器中子源——為了獲得單能中子，通常用粒子加速器將p，d，α等荷電粒子加速，然后用它們去轟擊原子質量數(shù)比較低的靶核，產(chǎn)生(p,n)，(d,n)，(α,n)反應。利用核反應堆獲得中子：裂變材料(如235U，239Pu等)在核反應堆中進行模式反應時放出大量中子，反應堆中子源的中子能量是連續(xù)的，從0.001eV至十幾MeV都有。6.3中子源利用加速荷電粒子產(chǎn)生中子：467感生放射性用核粒子轟擊穩(wěn)定的核素可以產(chǎn)生出人工的放射性核素。激活或活化（反應）——通常把穩(wěn)定的核素吸收一個中子后轉變成放射性核素的過程稱為把生成的放射性核素叫做活化產(chǎn)物。感生放射性——活化產(chǎn)物因為核內中子過剩還要進行β衰變?；罨a(chǎn)物衰變時產(chǎn)生的發(fā)射性稱為感生放射性。7感生放射性用核粒子轟擊穩(wěn)定的核素可以產(chǎn)生出人工的放射性核477感生放射性用中子轟擊或照射穩(wěn)定同位素59Co（鈷），則可產(chǎn)生放射性同位素60Co。60Co原子再進行β衰變，同時發(fā)出γ射線，變成穩(wěn)定同位素60Ni（鎳）原子。這個過程可寫成：

59Co

＋ｎ－→60Co

＋γ－→60Ni

＋β＋γ60Co是活化產(chǎn)物，它們衰變產(chǎn)生的β、γ射線即為感生放射性。7感生放射性用中子轟擊或照射穩(wěn)定同位素59Co（鈷），則487感生放射性反應堆一回路水中的穩(wěn)定同位素16O（氧）吸收中子，同時發(fā)射出質子，產(chǎn)生出放射性核素16N（氮），16N原子再進行β衰變，并發(fā)出γ射線，變成穩(wěn)定的16O原子，即：

16O

＋ｎ－→16N

＋Ｐ－→16O

＋β＋γ16N是活化產(chǎn)物，它們衰變產(chǎn)生的β、γ射線即為感生放射性。7感生放射性反應堆一回路水中的穩(wěn)定同位素16O（氧）吸收中49二、原子核的衰變規(guī)律和放射性活度二、原子核的衰變規(guī)律和放射性活度501.原子核衰變的基本規(guī)律

1)指數(shù)衰減規(guī)律

N=N0e-t

（說明）

N0:（t=0）時放射性原子核的數(shù)目N:經(jīng)過t時間后未發(fā)生衰變的放射性原子核數(shù)目:放射性原子核衰變常數(shù)大小只與原子核本身性質有關，與外界條件無關;數(shù)值越大衰變越快N=N0e-t1.原子核衰變的基本規(guī)律1)指數(shù)衰減規(guī)律N=N0511.原子核衰變的基本規(guī)律說明:設在dt時間內，某放射源中的放射性原子核的數(shù)目因衰變而引起的變化量為dN，它與原來的原子核數(shù)目N、衰變時間dt成正比。原子核數(shù)目隨時間而減少，dN為負，即dN=-λNdt

衰變常數(shù)：λ為比例恒量，只與元素本身性質有關，與外界條件及核素本身的化學狀態(tài)無關，反映原子核衰變的快慢程度1.原子核衰變的基本規(guī)律說明:521.原子核衰變的基本規(guī)律積分，lnN=-λt+C（C為積分常數(shù)）。設t=0時，原子核數(shù)目為N0，代入上式得C=lnN0，因此可得式表示，原子核的數(shù)目N是隨時間t按指數(shù)規(guī)律減少的，表示t時刻還有多少原子核沒有衰變。1.原子核衰變的基本規(guī)律積分，lnN=-λt+C（C為53放射性活度（radioactivity),簡稱活度(activity)意義：表示核素特征的一個重要輻射量定義：在給定時刻，處于一給定能態(tài)的一定量的某種放射性核素在dt時間內發(fā)生自發(fā)核衰變和核躍遷數(shù)的期望值dN除以dt：A=dN/dt

dN——在時間間隔dt內該核素從該能態(tài)發(fā)生自發(fā)核躍遷數(shù)目的期望值。即單位時間內的核衰變數(shù)。2.放射性活度放射性活度（radioactivity),簡稱活度(act54單位：秒的倒數(shù)(S-1)

SI單位專名：貝可勒爾（Becquerel)，簡稱貝可，符號:Bq，每秒一次核衰變，1Bq=1s-1

2.放射性活度單位：2.放射性活度552.放射性活度放射性活度減小規(guī)律:（說明）

式中，表示t時刻核素的放射性活度是多大。2.放射性活度放射性活度減小規(guī)律:562.放射性活度設在dt時間內發(fā)生核衰變的次數(shù)（即原子核減少的數(shù)目）為-dN（因dN為負值，故加一負號），按放射性活度定義，得A0是t=0時的放射性活度。放射性活度A是隨時間t按指數(shù)規(guī)律而減小。2.放射性活度設在dt時間內發(fā)生核衰變的次數(shù)（即原子核減573.放射性活度單位放射性活度的專用單位為居里(Curie)，簡稱居（C或Ci）:1居里(Ci)=3.7×1010/秒(dps)1毫居(mCi)=10-3居(Ci)1微居(μCi)=10-6居(Ci)1納居(nCi)=10-9居(Ci)1皮居(pCi)=10-12居(Ci)3.放射性活度單位放射性活度的專用單位為居里(Curie583.放射性活度單位國際單位制：貝可勒爾：簡稱貝可，符號:Bq，每秒一次核衰變1Bq=1s-1

1Bq=2.7×10-11居里3.放射性活度單位國際單位制：59通常用放射性比活度及放射性濃度二參數(shù)表示表示各種物質中的放射性核素含量。放射性比活度（specificradioactivity)

定義：指單位質量所含的放射性活度，單位是Bq/g，亦可用單位摩爾物質的放射性活度來描述放射性比活度，單位是Bq/mol，簡稱比活度，用于固體意義：表示樣品內放射性核素在其所屬的物質全部原子中所占比例的一個參數(shù)。

3.放射性活度單位通常用放射性比活度及放射性濃度二參數(shù)表示表示各種物質中的放射60放射性濃度(radioactiveconcentration)定義：單位體積溶液或氣體內所含的放射性活度，單位是Bq/ml。3.放射性活度單位放射性濃度(radioactiveconcentrati61衰變常數(shù)（Decayconstant）:λ

意義：單位時間內每個核衰變的幾率。單位：秒-1或天-1例：32Pλ=1/1782850秒-1=5.6×10-7秒-1

60Coλ=1/239364155秒-1=4.169×10-9秒-1λ越大，該核素越不穩(wěn)定，因此，32P比60Co活躍些4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命衰變常數(shù)（Decayconstant）:λ4.衰變常數(shù)62半衰期半衰期T——母核數(shù)目衰變掉一半所需時間，或放射性活度減弱一半所需時間。T也是放射性核素特征量，也表示放射性隨時間衰減的快慢。

T與成反比4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命t=T時,N=N0/2∴半衰期差別很大，短的不到1s，長的達到1015y半衰期T與成反比4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命63

半衰期(half-life)4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命半衰期(half-life)4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽64是衰變常量的倒數(shù)，是半衰期的1.44倍。核的平均壽命4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命平均壽命對于初始時刻的所有母核來說，壽命從零到無限大都可能存在，所以它們的壽命之和為是衰變常量的倒數(shù)，是半衰期的1.44倍。核的平均壽命4.654.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命經(jīng)過相當于平均壽命t的時間，剩下的母核數(shù)目僅為原先的37%。4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命經(jīng)過相當于平均壽命t的時間，66

衰變常量、半衰期T和平均壽命之間的關系：知道一個，另外兩個也就完全確定了，任何一個都可以作為放射性核素的特征量。每一種放射性核素都具有特定值(T值、值)，可以根據(jù)測量的值，來判斷是哪種放射性核素。

實驗表明，原子核的放射性是原子核自身性質的反映，其特征量以及所遵從的規(guī)律不受外界條件(如溫度、壓強和磁場等)的影響，也不會由于核是處于單質中或是處于化合物中而有所變化。

4.衰變常數(shù)、半衰期和平均壽命衰變常量、半衰期T和平均壽命之間的關系：知67第二章輻射防護基礎知識（二）第二章輻射防護基礎知識（二）68一、放射性與輻射一、放射性與輻射6919世紀末的三大發(fā)現(xiàn)：1.)1895：倫琴（德）—X射線（1901第一屆諾貝爾物理獎）2.)1896：貝克勒爾（法）—鈾放射性1898：瑪麗·居里（法）—釙、鐳3.)1897：湯姆孫從陰極射線管—電子

放射性衰變規(guī)律的研究（居里夫婦、盧瑟福）a,b,g射線氦，電子光1放射性19世紀末的三大發(fā)現(xiàn)：1放射性70物質的放射性

放射性：有許多核素都能自發(fā)地發(fā)射出各種射線的現(xiàn)象，或稱輻射。本質：原子核的衰變過程結果：原子核放出射線，由一種元素轉變成另一種元素。母體：衰變前的放射性同位素；子體：衰變過程中產(chǎn)生的新同位素，又稱放射成因同位素1.放射性物質的放射性1.放射性711.放射性放射性原子核：能自發(fā)地放射出各種射線的核素稱為放射性核素。射線的種類：粒子輻射：射線，射線，宇宙射線、中子等的輻射電磁輻射：γ射線、X射線等的輻射發(fā)射正電子、質子、中子、等其它粒子。大氣層中的宇宙射線成分主要是質子、中子、介子、介子、電子等。1.放射性放射性原子核：721.放射性射線的性質：鈾、鐳、釙等元素能放出一些射線，射線看不見，但能穿透光所不能穿透的物體（如黑紙）使照相底片感光。α，β，γ三種射線在磁場中的分裂

1.放射性射線的性質：α，β，γ三種射線在磁場中的分裂73世界上第一張X光照片1.放射性世界上第一張X光照片1.放射性742.核衰變類型α衰變衰變γ衰變2.核衰變類型α衰變75α衰變（Alpha）:α射線:氦核的粒子流，質量為氫原子質量的四倍，帶兩個單位的正電荷衰變通式：

AZX→A-4Z-2Y+α+QAZX→母核A-4Z-2Y→子核

α→出射粒子Q→能量例：22688Ra→22286Rn+42He（α）（鐳→氡）2.核衰變類型α衰變（Alpha）:2.核衰變類型76+++++++++從母核中射出的4He原子核粒子得到大部分衰變能238U4He+234Th放射性母核!!衰變2.核衰變類型+++++++++從母核中射出粒子得到大部分衰變能2377衰變——241Am237Np2.核衰變類型衰變——241Am237Np2.核衰變類型78β-衰變(Beta-negatron)β射線:高速飛行的電子流，稱為β粒子衰變通式：n→P+β-+Q+ν-AZX→AZ+1Y+β-+Q+ν-

β-：負電子n：中子P：質子ν-

：反中微子例：3215P→3216S+β

2.核衰變類型β-衰變(Beta-negatron)2.核衰變類型79基本衰變——衰變（動畫）2.核衰變類型基本衰變——衰變（動畫）2.核衰變類型80衰變——3H3He2.核衰變類型衰變——3H3He2.核衰變類型81說明：β-粒子實質是電子，質量為0.000549u,帶一個負電荷。β-粒子比核的質量小幾千倍→幾十萬倍，因此，β-粒子從原子核帶走的能量很少。β-粒子的能譜是一個連續(xù)值，Eβ-的值可以從0→最大值。E0是β-粒子的最大能量值，一般圖表上給Eβ-即是E0.2.核衰變類型說明：2.核衰變類型82[醫(yī)藥衛(wèi)生]輻射防護基礎知識——放射性與輻射課件83β+衰變(Beta-pasitron)

P→n+β++Q+VAZX→AZ-1Y+β++Q+V

β+:正電子ν：中微子

2.核衰變類型β+衰變(Beta-pasitron)2.核衰變84正衰變——11C11B2.核衰變類型正衰變——11C11B2.核衰變類型85+++++++++發(fā)生原因——母核中子或質子過多質子轉變成中子，并且?guī)ё咭粋€單位的正電荷中子轉變成質子，并且?guī)ё咭粋€單位的負電荷+反中微子－中微子三種子體分享裂變能——因此電子具有連續(xù)能量衰變2.核衰變類型+++++++++發(fā)生原因——母核中子或質子過多質子轉變成中862.核衰變類型已知的具有放射性的核素有一千多種，其中輕核和重核都可能放射出射線。由中子輻照穩(wěn)定核素所產(chǎn)生的大多數(shù)放射性核素都具有放射性，因此輻射源通?？梢杂梅磻阎凶虞椪盏玫?。單能電子可由電子加速器提供。2.核衰變類型已知的具有放射性的核素有一千多種，其中輕核87γ衰變（Gammaraydecay）γ射線：波長比X射線更短的電磁即光子流衰變通式：

AZXm→AZX+γ例

6027Co→6028Ni++γ+γ鈷

11349In→11349In+γ銦

2.核衰變類型γ衰變（Gammaraydecay）2.核衰變類型88+++++++++－中微子光子2.核衰變類型+++++++++－中微子光子2.核衰變類型89衰變特點：1、從原子核中發(fā)射出光子2、常常在或衰變后核子從激發(fā)態(tài)退激時核能級躍遷時產(chǎn)生。3、產(chǎn)生的射線能量離散，是單能的4、可以通過測量光子能量來區(qū)分母體的核素類別5、光子的能量在幾十keV到幾MeV，放射性核素有兩千多種。2.核衰變類型衰變特點：2.核衰變類型90衰變——3He3He2.核衰變類型衰變——3He3He2.核衰變類型91α衰變β-衰變β+衰變

衰變α衰變β-衰變β+衰變衰變92電子俘獲（ElecteonCaptureEC）通式：

P+e-→n+νAZX+e-→AZ-1Y+Q+ν例：5526Fe+e-→5525Mn2.核衰變類型電子俘獲（ElecteonCaptureEC）2.93質子變成中子X射線電子俘獲2.核衰變類型質子變成中子X射線電子俘獲2.核衰變類94電子俘獲——7Be7Li2.核衰變類型電子俘獲——7Be7Li2.核衰變類型952.核衰變類型注：x和射線都是電磁輻射，電荷都為0，靜止質量為0，都具有波粒二象性，其本質是電磁場的攜帶者或者是電磁相互作用的傳遞者。二者的根本區(qū)別在于來源不同：射線是原子核結構變化而發(fā)射出的輻射X射線是核外電子繞行軌道改變而發(fā)射出的輻射2.核衰變類型注：96衰變形式放出射線原子序數(shù)變化原子質量數(shù)變化α42He-2-4β-e-(負電子)+10β+e+(正電子)-10γhν(光子)00Echν(光子)-103.放射性核衰變的結果衰變形式放出射線原子序數(shù)變化原子質量數(shù)97位移定則α衰變的反應式為它表示在α衰變中，放射性元素X的原子核放出一個α粒子()，蛻變成一種新元素Y，其原子核的質量數(shù)比原來元素的質量數(shù)減少4，而電荷數(shù)減少2，即在周期表中的位置移前兩位。位移定則α衰變的反應式為98β衰變的反應式為

它表示在β衰變中，原子核放出一個β粒子()時，新元素原子核的質量數(shù)不變，而電荷數(shù)增加1，即在周期表中的位置移后一位。β衰變的反應式為99放射性元素因α衰變或β衰變而引起元素原子序數(shù)變動的規(guī)則，稱為位移定則。原子核進行衰變時，核的能級發(fā)生變化，而核的組成不發(fā)生變化，元素在周期表中的位置不變。放射性元素因α衰變或β衰變而引起元素原子序數(shù)變動的規(guī)則，稱100射線徑跡射程電比離度LETα直線氣：2.4-11cm生物：0.03—0.07mm30000離子對/cm大β曲線氣:幾十Cm—幾m60-100離子對/Cm中γ直-曲線氣:幾十m金屬：幾十cm—幾m很少，β的1%小1.幾種射線的性質4各種核射線的特點

射線徑跡射程電比離度LETα直線氣：2.4-11c101射線速度電荷靜止質量（amu）E（Mev）能譜α1/20C24.00274-9單值β1/3C10.005490-最大連續(xù)值γ∽C00約等于核二能級單值之差單值接上表：射線速度電荷靜止質量（amu）E（Mev）能譜α1102[醫(yī)藥衛(wèi)生]輻射防護基礎知識——放射性與輻射課件103[醫(yī)藥衛(wèi)生]輻射防護基礎知識——放射性與輻射課件104多次衰變：A→B→C……S式中：S：穩(wěn)定性核素，其余具放射性。

例如：23892u→23490Th→23491Pa→23492u……206Pb鈾釷鎂

鉛5放射系(radioactiveseries)多次衰變：5放射系(radioactiveseries105放射性核素衰變?yōu)榱硪环N核素，此核素還要繼續(xù)衰變，最后到達一種穩(wěn)定的核素，形成放射系，也稱級聯(lián)衰變鏈。已知三天然一人工。(4)镎系：镎()→鉍().A=4n+1,4n+1系。

(3)錒系：錒()→鉛().A=4n+3,4n+3系。(2)鈾系：鈾()→鉛().A=4n+2,4n+2系。

(1)釷系：釷()→鉛().A=4n,4n系。5放射系(radioactiveseries)放射性核素衰變?yōu)榱硪环N核素，此核素還要繼續(xù)衰變，最1066中子輻射中子輻射主要由核反應產(chǎn)生，而不是核衰變產(chǎn)生。中子不帶電，與物質相互作用與其他射線不同。6中子輻射中子輻射主要由核反應產(chǎn)生，而不是核衰變產(chǎn)生。1076.1中子類型

冷中子：En<0.025ev慢中子熱中子：En=0.025ev過熱中子：En>0.5ev共振中子：En=1eV—1keV中能中子：En：1Kev-0.5Mev快中子：En：0.5Mev-10Mev超快中子：En：20Mev—50Mev中子

6.1中子類型中子1086.2中子的性質中于的質量略大于質子。自由中子不穩(wěn)定，它具有β衰變的性質實驗測得中子的半衰期T1/2＝10.6min。與中子和物質相互作用過程的時間相比，這個時間是很長的。也就是說，中子在衰變之前就已經(jīng)被原子核俘獲了。所以通?？蓪⑺暈榉€(wěn)定粒子中子的自旋為1／2，磁矩為一1.9228μN。6.2中子的性質中于的質量略大于質子。1096.2中子的性質中子與其他微觀粒子一樣，在適當條件下會呈現(xiàn)出波動性質。中子波長λ與它的動能Tn及動量pn有以下關系當中子的速度vn<<c時，有6.2中子的性質中子與其他微觀粒子一樣，在適當條件下會呈現(xiàn)1106.2中子的性質中子與物質作用時，其波性是否明顯，主要取決于它的波長和它所作用系統(tǒng)的相對大小。熱中子的波長與固體原子之間的距離相當，這種中子通過晶體時，其波性就很顯著?？熘凶拥牟ㄩL與原子核大小同數(shù)量級，這種中子與物質作用時，對核作用過程來說，表現(xiàn)出一定的波性。但對原子作用過程來說其波性就可以忽略了。6.2中子的性質中子與物質作用時，其波性是否明顯，主要取決1116.3中子源為了研究和利用中子，需要有產(chǎn)生中子的裝置。獲得中子的途徑有兩個：核反應和核裂變。具體獲得中子的方法大致分為三類：利用放射性核素產(chǎn)生中子：(α，n)型中子源；(γ,n)型中子源；自發(fā)裂變中子源6.3中子源為了研究和利用中子，需要有產(chǎn)生中子的裝置。1126.3中子源利用加速荷電粒子產(chǎn)生中子：加速器中子源——為了獲得單能中子，通常用粒子加速器將p，d，α等荷電粒子加速，然后用它們去轟擊原子質量數(shù)比較低的靶核，產(chǎn)生(p,n)，(d,n)，(α,n)反應。利用核反應堆獲得中子：裂變材料(如235U，239Pu等)在核反應堆中進行模式反應時放出大量中子，反應堆中子源的中子能量是連續(xù)的，從0.001eV至十幾MeV都有。6.3中子源利用加速荷電粒子產(chǎn)生中子：1137感生放射性用核粒子轟擊穩(wěn)定的核素可以產(chǎn)生出人工的放射性核素。激活或活化（反應）——通常把穩(wěn)定的核素吸收一個中子后轉變成放射性核素的過程稱為把生成的放射性核素叫做活化產(chǎn)物。感生放射性——活化產(chǎn)物因為核內中子過剩還要進行β衰變?；罨a(chǎn)物衰變時產(chǎn)生的發(fā)射性稱為感生放射性。7感生放射性用核粒子轟擊穩(wěn)定的核素可以產(chǎn)生出人工的放射性核1147感生放射性用中子轟擊或照射穩(wěn)定同位素59Co（鈷），則可產(chǎn)生放射性同位素60Co。60Co原子再進行β衰變，同時發(fā)出γ射線，變成穩(wěn)定同位素60Ni（鎳）原子。這個過程可寫成：

59Co

＋ｎ－→60Co

＋γ－→60Ni

＋β＋γ60Co是活化產(chǎn)物，它們衰變產(chǎn)生的β、γ射線即為感生放射性。7感生放射性用中子轟擊或照射穩(wěn)定同位素59Co（鈷），則1157感生放射性反應堆一回路水中的穩(wěn)定同位素16O（氧）吸收中子，同時發(fā)射出質子，產(chǎn)生出放射性核素16N（氮），16N原子再進行β衰變，并發(fā)出γ射線，變成穩(wěn)定的16O原子，即：

16O

＋ｎ－→16N

＋Ｐ－→16O

＋β＋γ16N是活化產(chǎn)物，它們衰變產(chǎn)生的β、γ射線即為感生放射性。7感生放射性反應堆一回路水中的穩(wěn)定同位素16O（氧）吸收中116二、原子核的衰變規(guī)律和放射性活度二、原子核的衰變規(guī)律和放射性活度1171.原子核衰變的基本規(guī)律

1)指數(shù)衰減規(guī)律

N=N0e-t

（說明）

N0:（t=0）時放射性原子核的數(shù)目N:經(jīng)過t時間后未發(fā)生衰變的放射性原子核數(shù)目:放射性原子核衰變常數(shù)大小只與原子核本身性質有關，與外界條件無關;數(shù)值越大衰變越快N=N0e-t1.原子核衰變的基本規(guī)律1)指數(shù)衰減規(guī)律N=N01181.原子核衰變的基本規(guī)律說明:設在dt時間內，某放射源中的放射性原子核的數(shù)目因衰變而引起的變化量為dN，它與原來的原子核數(shù)目N、衰變時間dt成正比。原子核數(shù)目隨時間而減少，dN為負，即dN=-λNdt

衰變常數(shù)：λ為比例恒量，只與元素本身性質有關，與外界條件及核素本身的化學狀態(tài)無關，反映原子核衰變的快慢程度1.原子核衰變的基本規(guī)律說明:1191.原子核衰變的基本規(guī)律積分，lnN=-λt+C（C為積分常數(shù)）。設t=0時，原子核數(shù)目為N0，代入上式得C=lnN0，因此可得式表示，原子核的數(shù)目N是隨時間t按指數(shù)規(guī)律減少的，表示t時刻還有多少原子核沒有衰變。1.原子核衰變的基本規(guī)律積分，lnN=-λt+C（C為120放射性活度（radioactivity),簡稱活度(activity)意義：表示核素特征的一個重要輻射量定義：在給定時刻，處于一給定能態(tài)的一定量的某種放射性核素在dt時間內發(fā)生自發(fā)核衰變和核躍遷數(shù)的期望值dN除以dt：A=dN/dt

dN——在時間間隔dt內該核素從該能態(tài)發(fā)生自發(fā)核躍遷數(shù)目的期望值。即單位時間內的核衰變數(shù)。2.放射性活度放射性活度（radioactivity),簡稱活度(act121單位：秒的倒數(shù)(S-1)

SI單位專名：貝可勒爾（