放射性原子核的衰变规律

2016/8/24 13:39:57

衰变规律

放射性原子核的衰变是一个统计过程，所以放射性原子的数目在衰变时是按指数规律随时间的增加而减少的，称为指数衰减规律 。其中No是衰变时间t=0时的放射性核的数目，N是t时刻的放射性核的数目，λ是衰变常数，表示放射性物质随时间衰减快慢的程度。对确定核态的放射性核素，λ是常数，它也表示单位时间该种原子核的衰变几率。

活度

处于某一特定能态的放射性核在单位时间的衰变数-dN/dt，记作A。由指数衰减规律可以看到，A=-dN/dt=λN。

放射性活度的国际单位是贝可勒尔(Bq)，它定义为每秒一次衰变，与以往放射性活度的常用单位居里(Ci)的关系是 1Ci=3.7×10(10)Bq。放射性源的放射性活度同其质量之比，称为比活度。

测量放射性活度的方法取决于射线的类型、活度的等级等，通常分为绝对测量和相对测量两大类。绝对测量是用测量装置直接按照定义进行的测量。在实际应用中放射源大多是β或α放射性，活度多数是微居里级的，这类放射性活度的绝对测量方法主要有小立体角法、4π计数法和符合法等三种。相对测量是用一个已知活度的标准源与待测样品在相同条件下进行测量，根据它们计数率的比值㎡㎡和标准源的活度即可算出待测源的活度。

半衰期

处于某一特定能态的放射性原子核的数目或活度衰减到原来大小的一半所需的时间，通常用符号T┩表示。

平均寿命指处于某一特定能态的放射性原子核平均生存的时间。

利用指数衰减规律,容易得到半衰期T┩同衰变常数λ或平均寿命τ的关系如下 各种放射性核素的半衰期在极大的范围变化，一般说来，核素偏离β稳定线越远(见远离β稳定线的核素)，它的半衰期越短。对于不同范围的半衰期采取不同方法测量。

对半衰期在10秒到秒范围的核素，采用直接测量N(t)的方法，利用指数衰减规律求出T┩。对半衰期在数分钟到1~2年的核素，采用衰减跟踪法，测量探测器计数率随时间的变化,求出T┩。对半衰期在10年以上的核素，采用放射性比度法。此外还有测定子核法等，这些方法都基于放射性的指数衰减规律。对于极短的半衰期(小于10秒)的测量，需要采用一些特殊的技术(见核能级寿命测量)。

放射性的研究是十分重要的。基于放射性的研究所建立的衰变纲图是原子核结构理论研究的重要依据之一。通过各种核态的衰变特性的测量可研究各种核性质和核反应机制。大量远离β稳定线的核素就是根据它们的衰变特性进行鉴定和研究的。

放射性在许多学科的研究中，在工农医和军事等部门都有重要应用。例如，在工业中的β射线测厚度和γ射线探伤，农业中的辐照育种和射线刺激生物生长，以及医学中的射线诊断和放射治疗等方面都是富有成效的(见放射性同位素在农业上的应用、核医学)。放射性测量的同位素示踪方法和活化分析方法在核技术的应用中也占有重要位置。