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第二章放射性及其衰变规律
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第二章放射性及其衰变规律
教学内容
1、核衰变及放射性核素
2、放射性衰变与积累规律
3、放射性测量单位与标准源
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核衰变与放射性核素
一、原子结构及原子核衰变
自然界由各种各样的物质组成,每种物质的元素都由化学性质完全相同的原子组成。每种元素的原子由原子核及核外的电子组成。原子核由质子和中子组成,中子不带电,质子带正电,质子所带的正电荷量与核外电子所带负电荷量相等,电性相反,整个原子成电中性。
所有这些物质都是由存在于自然界的90多种元素的原子(核)组成。例如水由二个氢原子和一个氧原子组成(H2O);乙醇由六个氢原子,二个碳原子和一个氧原子组成(C2H5OH).
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原子与原子核
一个原子核由Z个质子(原子序数)和N个中子所组成,则该原子核质量m=Z·mp+N·mn,由于mp和mn都很接近于1,因此,当用u作单位时,原子核质量非常接近于一个整数,我们用A来表示原子核质量最接近的整数,并称为质量数,这样有A=Z+N。铀原子核表示为238U。
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核衰变及放射性核素
原子核结合能处于最低能量状态(即基态),是所有稳定原子核的状态。高于基态的能量状态,为不稳定的激发态。自然界中有些天然物质是由不稳定的原子组成的。它们能自发地转变成稳定的原子。在这种转变过程中,常伴随着发射带电粒子和γ射线,其本身变成另一种核素,该过程称放射性衰变,这种现象称放射性现象,这类元素称放射性核素(同位素)。
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核衰变及放射性核素
2)β衰变:处于激发态的放射性核素(X),自发地放出β粒子,而转变成另一种原子核(Y)的过程,称为β衰变。
β+衰变:
β-衰变:
3)电子俘获:放射性核素(X)自发地俘获一个轨道电子,使核内一个质子变为中子,生成的新核素质量数与母核相同,原子序数比母核减少一位.
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天然放射性核素
天然放射性核素可分为两类:
1)与地球同时形成的至今存在的一些的长寿命放射性核素。如:238U、232Th、87Rb、40K等。
2)宇宙射线撞击地球物质原子核,引起核反应生成的放射性核素。如:14C、10Be、26Al、36CL等。
自然界的放射性系列有三个:铀(U)系、钍(Th)系和锕铀(AcU)系。有人工方法能够得到镎(Np)系,放射性系列中的元素的原子序数都大于81。
除上述成系列的天然放射性元素外,还有180多种不成系列的天然放射性元素,它们经过一次衰变后即成稳定元素,如钾40K,铷87Rb等。
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天然放射性核素
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天然放射性核素
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天然放射性核素
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