第二章 放射性物质 放射化学课件.ppt

第二章放射性物质
§2-1 放射性的基本概念和放射性物质纯度
一、放射性的基本概念
1、放射性核素
核素:具有特定的原子质量数、原子序数和核能态的一类原子
Nuclide: any atomic nucleus specified by its atomic number, mass number and energy states
同位素:具有相同的原子序数但质量数不同的核素
Isotope: one of two or more atoms having the same atomic number but different mass number
元素:具有相同原子序数的同一类原子
Element: refers to a pure substance with atoms all of a single kind. To the chemist, the “kind” of atom is specified by its atomic number
2、放射性衰变及其类型
放射性核素自发地改变核结构形成的过程称为核衰变。由于过程中总伴有带电或不带电粒子放出,所以又称为放射性衰变。
放射性衰变按其放出粒子的性质可分为:
α衰变β-衰变
β+衰变电子俘获
γ衰变
①α衰变:放射性核素放出α粒子的核衰变。α粒子是带两个正电荷的氦核。

例如 23892U ——α+ 23490Th (2-1)
AZX ——α+ A-4 Z-2Y (2-2)
②β-衰变: 放射性核素内一个中子转变为质子并放出β粒子和中微子的核衰变。β粒子是电子,电荷=-1,质量≈0
如 23490Th —— 23491Pa + β+ ν(2-3)
AZX —— AZ+1Y + β+ ν(2-4)
③β+衰变: 放射性核素内一个质子转变为中子并放出β+粒子和中微子的衰变。β+是正电子,质量≈0,电荷=+1,
通式: AZX —— AZ-1Y + β+ + ν(2-5)
④电子俘获:放射性核素的核俘获核外绕行的一个电子,使核内一个质子变为中子并放出中微子的过程。
通式: AZX + e —— AZ-1Y + ν(2-6)
⑤γ衰变:放射性核素从较高能态跃迁至较低能态时放出一种波长很短的电磁辐射(高能γ光子)的过程。因此γ衰变后子体核素的原子序数及质量数均无改变,但所处能态降低。
3、放射性衰变速率方程及放射性活度
①速率方程:各种放射性核素衰变时,虽然放射的粒子和能量并不相同,衰变速率可能不相等,但衰变动力学都遵循一级反应,即:
- dN/dt = λN (2-7)
式中: N – t时刻未衰变的核数目
dN – dt时间间隔内衰变的核数目
dN/dt –衰变速率
λ–衰变常数
设t=0, N=N0, 积分上式,得:
N = N0e-λt (2-8)
表明核衰变随时间的变化服从指数定律。由(2-7)式可得:
λ= - dN/N/dt
半衰期T1/2: 指放射性核的数目衰变为原来一半所需的时间,显然:
T1/2 = ln2/λ=
λ= ln2/T1/2 = (2-9)