第二章--核轉(zhuǎn)變

1、第二章 核衰變,1、掌握放射性核素的衰變類型、衰變規(guī)律 2、掌握有關(guān)概念 3、理解放射性核素的衰變平衡,放射性衰變時(shí)遵循：能量守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒、電荷數(shù)守恒、核子數(shù)守恒等一些基本物理學(xué)定律。, 衰變式：, 衰變條件：衰變前，母核原子的質(zhì)量必須大于衰變后子核原子和氦原子質(zhì)量之和。,例如：,第一節(jié) 放射性核素衰變類型,一、 衰變,二、 衰變：,（1） 衰變：,衰變中原子核釋放出的是負(fù)電子,例如：,（2） 衰變：,衰變中原子核釋放出的是正電子,例如：,（3） 電子俘獲（K俘獲）：原子核自發(fā)地俘獲一個(gè)核外軌道電子。,例如：,- 衰變式：,+ 衰變式：,中微子特性： 不帶電； 質(zhì)量幾乎為零； 自

2、旋量子數(shù)為 1/2 。, 衰變：, 射線是一種高能電磁輻射。, 衰變式：,X* 表示處于激發(fā)態(tài)的原子核。,例如：,三、 衰變：,三種射線：, 射線（氦核束）：穿透能力最差，約0.01mm厚的鉛薄片就能阻止它穿過。, 射線（電子束）：穿透力稍強(qiáng)，可以穿透0.1mm厚的鉛板。, 射線（光子束）：穿透能力最強(qiáng)，它可以穿透大約100mm厚的鉛板。,第二節(jié) 核衰變規(guī)律,一、衰變規(guī)律：,：衰變常數(shù) 某種放射性核素的核在單位時(shí)間內(nèi)自發(fā)衰變的比率,積分可得：, 越大，衰變越快。,半衰期計(jì)算式：,半衰期（T ）定義：放射性核素衰減到原來數(shù)目的一半所需要的時(shí)間。,半衰期: 反映放射性核素穩(wěn)定性的物理量。,核醫(yī)學(xué)中

3、還用到另外兩種半衰期： “生物半衰期Tb”- 生物體內(nèi)的放射性核素從體內(nèi)排出一半需要的時(shí)間。 “有效半衰期Te”-指生物體內(nèi)的放射性核素由于從體內(nèi)排出和物理衰變兩個(gè)因素作用，放射性活度減少一半所需要的時(shí)間。,將,代入,得,結(jié)論：經(jīng)過平均壽命后，剩下的核素?cái)?shù)目約為原來的37。,平均壽命（ ） ：描述放射性核素衰變快慢的物理量。,放射性活度（A ）：放射性物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)目。,貝克（Bq）,（每秒產(chǎn)生一次核衰變）,居里（Ci）,夜光表中放射性物質(zhì)的放射性活度： 4104Bq,用于癌癥治療的放射性活度約為： 41013Bq,單位：,例1 放射性元素鐳 的半衰期是1600年，（1）它

4、的衰變常數(shù)是多少？ （2）若 t = 0 時(shí)樣品中含有 3.01016個(gè)鐳核，試確定2000年后其放射性活度。,解,第三節(jié) 放射性統(tǒng)計(jì)漲落及放射平衡,在一定時(shí)間內(nèi)放射性原子核的衰變數(shù)、帶電粒子在介質(zhì)中損耗能量所產(chǎn)生的離子對(duì)數(shù)，都是隨機(jī)的，即有統(tǒng)計(jì)漲落。 在任何一次核衰變測量中，即使所有的測量條件都是穩(wěn)定的，如源的放射性活度、源的位置、探測器的工作電壓等都保持不變，多次記錄探測器在相同時(shí)間內(nèi)所測到的粒子數(shù)目就會(huì)發(fā)現(xiàn)，每次測到的計(jì)數(shù)并不完全相同，而是圍繞某個(gè)平均數(shù)值上下漲落。這種現(xiàn)象稱為放射性計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落。 它是微觀粒子運(yùn)動(dòng)過程中的一種規(guī)律性現(xiàn)象，是放射性原子核衰變的隨機(jī)性引起的。,一、統(tǒng)計(jì)漲落

5、,放射系（族）,假設(shè):,A,B,C,二、放射平衡,即:,(1)母體 Tm子體 Tz,達(dá)平衡所需t約為Tz的幾倍,穩(wěn)態(tài)平衡,(2)母體 T m子體 Tz幾倍,暫態(tài)平衡,平衡后,(3)母體 T m子體 Tz,是一種從較長半衰期的母體核素(parent nucleus)中分離出由它衰變而來的短半衰期子體核素(daughter nucleus)的裝置。,放射性核素發(fā)生器,母體核素由反應(yīng)堆或加速器產(chǎn)生后，被注入一個(gè)裝有吸附劑的層析柱內(nèi)，母體核素被牢固地吸附在吸附劑上，同時(shí)不斷衰變成子體核素，因其化學(xué)性質(zhì)與母體不同，子體核即可從吸附劑上解吸附下來。,每隔一定時(shí)間能夠從放射性核素發(fā)生器分離出可供使用的子體核素，就好像從母牛身上擠奶一樣，所以這種裝置俗稱“母?！?cow)。,目前核醫(yī)學(xué)使用的放射性核素主要是通過發(fā)生器來獲得的，可以定期供應(yīng)，使用方便。,例如：99Mo-99mTo(鉬-锝)發(fā)生器、 113Sn-113mIn(錫-銦)發(fā)生器、 81Rb-81m