放射性的发现衰变及其统计规律一课件.pptVIP

原子物理学第九章原子核物理概论

一、原子核的电荷即Q=Ze二、原子核的质量三、原子核的大小

四、原子核的组成质子和中子组成核素符号等。比如同位素：同中子素：同量异位素：镜核：

在物理学中，对有一定关系的核素，有些常用的术语如下：同位素：同中子素：同量异位素：镜核：

一、原子的结合能1.质量亏损2.结合能原子核形成过程中，质量减少了，减少的质量必然以能量的形式放了出来，这种能量称为结合能。3.核子的平均结合能（比结合能）

一、核力的性质1、短程性的强相互作用2、饱和性的交换力3、电荷无关4、斥力心的存在5．自旋相关性

一、衰变及其统计规律1、放射性的发现2、射线的成分和性质射线能使气体电离，但穿透本领很小；射线电离本领较弱，但有较强的穿透本领；射线几乎没有电离本领，但穿透本领很强。

3.衰变规律及其描述（1）衰变的统计规律及衰变常数：衰变是自发的，对于一个核素来说，何时衰变完全是偶然的，但对大量核就存在着必然的统计规律。设t=0时，未衰变的原子核是N个，随时间的推移，衰变0情况如下：时刻尚未衰变的核

在时间内，有个核衰变，则必有同时考虑到（其中是比例系数）等式两边积分得这就是衰变所遵循的统计规律，在此式推导过程中引入的常数λ称衰变常数,λ可以表示为它的物理意义是单位时间内的衰变几率，它标志着衰变的快慢。

（2)半衰期原子核数目减半所经历的时间称半衰期，记作根据的定义，可以导出其表达式，在式中，令则t=即解得可见与成反比，衰变常数越大，半衰期越短。不同放射性核素的半衰期是大不相同的。比如

（3)平均寿命对某种放射物来说，有些核早衰变，有些核晚衰变，即有的寿命长，有的寿命短，平均寿命定义为而故亦即将代入衰变表达式得t时刻未衰变核数目为：

可见，核的平均寿命比它的半衰期略长一点，它表示，未衰变核为原来核数目的37%，所经历的时间。（4)放射性活度为了表示某放射源的放射性强弱，人们引入放射性活度A，定义为：放射物在单位时间内发生衰变的原子核数目依此定义有

可见，放射物的放射性活度也是按指数规律衰减，某放射物的A，不仅与它的半衰期有关，还与t时刻的N有关。可见，A反映了放射源的强弱。A的单位是：次核衰变/秒定义：1贝克勒尔（Bq）=1次核衰变/秒1居里

（5)比活度定义：某放射源的放射性活度A与其质量ｍ的比，即表示了放射源样品的纯度，因为当A一定时,ｍ越小，纯度越高，而ｍ越大，纯度越低。比如，1克纯的目前生产的的放射性活度约为的比活度为因此这种不纯的要想达到的放射性活度，至少需要1.714克。

（6)半衰期的测定对放射性核素来说，是一个很重要的量知通过Ａ的测量可以求得它的。方法先测某一时刻的它的Ａ，再测特别长的所经历的时间t，该t就是它的，但是对于放射物，这种方法是行不通的。

我们可以用如下的方法进行测量。例如，对于，取１ｍｇ测它的Ａ，可得Ａ＝740次衰变/min＝12.33Bq由可得故

比如质子半衰期衰变，需要多少水呢？年，假设每月测到一个质子解：依题意A=1产次衰变/月＝１次衰变/

我们知道，HO的分子量是18，即18克水中含有26.02×1023个水分子，而每一个HO含有10个质子，所以182克水中含有6.02×1023×10质子，所以N个质子对应的水质量为?可见，要50多吨水，每月才能观察到1次核衰变。

二、放射系1、放射性衰变的位移定则衰变衰变其中Ｘ称为母核，Ｙ称为子核。2．天然放射系某种元素X，经放射性衰变，变成B，如果B还是放射性的，又变为C，依次下去，直到变为一种稳定元素，就不再变了，则一系列元素构成一个放射系。Ｘ称始祖元素，半衰期最长。

研究发现，自然界的放射性元素分成四个放射系，它们分别是（1）钍系（A=4n系）该系从（钍）开始经6次衰变，4次衰变成(铅);（2）镎系（A=4n+1系）该系从(镎)开始经7次，4次衰变成（硼）;（3）铀系（A=4n+2系）该系从(铀)开始经8次，6次衰变成（铅）；

（4）锕系（A=4n+3系）该系从(铀)开始经7次，4次衰变（铅）。成以上各系中，4n+x系表示所有核素的A均可表为4的整数倍加x。注：3.简单级联衰变的规律由上面的讨论我们看到，衰变从始祖元素开始，是连续发生的，取一个衰变系中任一元素来看，它一方面从它的母体中得到补充，另一方面又向它的子体衰变。我们定义A→B→C的过程是一个级联衰变。

在级联衰变中，每一级向下的衰变都满足上述指数规律因此故t时刻,A的减少量为B的减少量为考虑到A不断向B补充，所以B的纯“增量”为(1)式中N是包括得到补充后，尚未衰变的B核数目。B

上式中该方程是关于的一阶非齐次线性方程.根据微分方程理论，它的通解可看成方程的一个特解和相应齐次