医用放射防护学》总论.ppt

* * 2．原子核的能级 原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般情况下，原子核都处于能量最低的状态，称为基态，在一定条件下，如：原子核在某些核反应、核裂变及放射性衰变后，原子核可以暂时处于较高的能量状态称为激发态。激发态的原子核可表示为AmX，如99mTc。处于激发态的核素都很不稳定，要释放过剩的能量而回到基态。原子核可处于不同的能量状态。 元素 元素：凡质子数相同的一类原子称为一种元素。因质子数相同，所以核外电子数就相同，最外层电子数亦相同，故其化学性质也相同，它是组成不同物质的基本单位。其中子数可以不同，因而物理特性亦不相同，它可有一种或多种同位素。H、O、C．．．．．．均为不同的元素。 * * 自然界元素 Z83 核力不能保持平衡 全是不稳定元素 自然界少有 Z83 至少存在一种稳定的同位素 同质异能素 ? 同质异能素：核内中子数和质子数都相同，但能量状态不同的核素彼此就称为同质异能素（isomer）。例如99mTc是99Tc的激发态，99mTc与99Tc互为同质异能素（图1—5）。 如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为 ————同位素。 4．同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。 同种元素的同位素具有相同的化学性质。 质子 中子 核子 质子数 核电荷数 原子序数 质量数 核子数 中子+质子 同位素 1 2 核外电子数 质子数相同而中子数不同 放射性元素的衰变 原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核，把这种变化称为原子核的衰变 1、两种衰变：α衰变、β衰变 α衰变： β衰变： 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒． α衰变： β衰变： 说明： 1. 中间用单箭头，不用等号； 2. 是质量数守恒，不是质量守恒; 3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。 3．规律： 实质： β衰变 α衰变 α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级，不稳定，要向低能级跃迁．放出γ光子． γ射线是伴随着α射线和β射线产生的． 没有γ衰变 放射性物质发生衰变时，有的发生α衰，有的发生β衰变，同时伴随γ射线．这时三种射线都有． 核 反 应 用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核的过程 反应方程 * * 核反应 Nuclear Reaction 快中子作用于物质的原子核时，放出带电粒子而形成新的核，新核可能是稳定的核素，也可能是放射性核素，如果是放射性核素，则可继续衰变放出βγ射线，使物质产生电离或激发，这种现象称为感生放射性。 α 衰变 β- 衰变 β+ 衰变 ? 衰变 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其表达式为：N=N0e-λt λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm 三、放射性衰变基本规律 指数衰减规律：N = N0e-?t N0：（t = 0）时放射性原子核的数目 N：经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目 ?:放射性原子核衰变常数；大小只与原子核本身性质有关，与外界条件无关；数值越大衰变越快 半衰期(half-live)：放射性原子核数从N0衰变到N0的1/2所需的时间 N = N0e-?t 衰变规律 放射性统计涨落 在相同时间间隔内，进行重复测量 每一次测得值均不同，且会在一个数 上下起伏。 * 一．两次连续衰变规律 二．多次连续衰变规律 三．放射性平衡 连续衰变：原子核的衰变一代又一代连续进行，直至最后达到稳定为止。 连续衰变规律 * 母体衰变成子体，子体衰变成稳定核。如 设两次连续衰变的一般表达式， 其中：A、B、C的衰变常数为?1、?2、?3 = 0 ； t时刻 A、B、C的原子核数为N1 、 N2 、 N3 ； t=0时 A、B、C的原子核数为N10 、 N20 = N30 = 0 。 一．两次连续衰变规律 * 多次连续衰变的一般表达式， 子体C也会发生衰变，其原子核数N3受到子体B衰变速度和子体C衰变速度的影响。 母体衰变成若干代子体，最终子体衰变成稳定核。 二．多次连续衰变规律 放射平衡 原子核的衰变往往是一代又一代地连续进行，直至最后达到稳定为止，这种衰变叫做递次衰变，或叫连续衰变。 在递