第一章放射性及其衰变规律
Radioactivity and discipline of disintegrating 学时：io学时
基本内容：
①基本概念：半衰期、衰变常数、放射性核素、放射性、照射量率
②基础知识：a衰变、B衰变、丫衰变、铀系衰变特点、钍系衰变特点、锕铀系衰变特点、单个放射性核素的衰变规、掌握两个放射性核素的衰变规律及其应用、放射性活度与比活度
的单位、放射性辐射剂量单位、放射性测量的标准源和标准模型。
重点、难点：a衰变、丫衰变、铀系的衰变、单个放射性核素的衰变规律的推导、两个
放射性核素的衰变规律、放射性的测量单位及标准源。
教学思路：先介绍原子核的结构与原子核衰变的有关知识，然后重点讲解三种常见的衰
变类型和三大放射性系列以及放射性的标准源和标准模型。其中，衰变类型和三大放射性系
列等部分详细讲解。
主要参考书：
①程业勋、王南萍等编著，《核辐射场与放射性勘查》，地质出版社，2005.
②吴慧山主编《核技术勘查》，原子能出版社，1998.
复习思考题：
1、1g 238U在一秒钟内放出1.24 104个a粒子，计算238U得半衰期。
2、在一个密封玻璃瓶内，装入1g镭。放置一个氡的半衰期，瓶内积累多少氡？
3、氡衰变成RaA，现有10毫居里（mCi）氡密封于容器中，经过50h后，氡和RaA各有多少，以活度（Bq）表示。
4、为什么3射线能量是连续谱？
5、什么是放射性系平衡？什么是放射性动平衡？
2 22 2 2 2
6、Rn的半衰期是3.825d，试求Rn的衰变常数？每1mg在每秒内放出多少a粒子？合多少贝可？
7、从镭源中收集氦，假定Ra与各子体达到放射性平衡，而Ra的活度为
10
3.7 10 Bq ,试计算一年内产生多少氦？
教学内容提要：
第一节核衰变及放射性核素
、原子结构及原子核衰变
、三种常见的放射性核素衰变系列
a衰变
冰、丫4 Q
3衰变
+ 、? 、.
1 ) 3衰变
Q
Z U-
2 ) 3-衰变
* ZA Y *e Q 电子俘获
A 0 A
Z X _i e " Z -1丫 v Q 丫跃迁
：X + 0b Z A Y +V+Q
三、天然放射性系列
三个天然放射性系列：铀系、钍系、锕系
三个放射性系列的共同特点。
第二节放射性核素的衰变与积累规律
一、衰变规律
放射性核素的衰变规律为：
N = N0e—'t
二、系列放射性核素的衰变与积累规律
若如果两个放射性核素衰变：
dN B
—'A N A -1 B N B
d
t
解得:
N B = N oB eABt + 从N OA e? k _ e~P B J A)]
(九B - X A )
多个核素同样会得出结论。
三、放射性测量单位与标准源
1、放射性活度与比活度
2、放射性辐射剂量的单位
3、放射性标准源
4、放射性标准模型
实验四 核衰变的统计规律与放射性测定的实验数据处理 学生： 学号：同组： 一、实验目的 1. 验证核衰变所服从的统计规律 2. 熟悉放射性测量误差的表示方法 3. 了解测量时间对准确度的影响 4. 学会根据准确度的要求选择测量时间 二 、实验原理 实验证明,在对长寿命放射性物质活度进行多次重复测量时，即使周围条件相同，每次测量的结果仍不相同。然而，每次结果都围绕某一平均值上下涨落，并且，这种涨落是服从一定的统计规律的。假如在时间间隔t 内核衰变的平均数为n ，则在某一特定的时间间隔t 内，核衰变为n 的出现机率P(n)服从统计规律的泊松分布： ()()! n n n P n e n -= （2-4-1） 图一表示n =的泊松分布曲线。泊松分布在平均数n 较小的情况下比较适用；如果值相当大，计算起来十分复杂，实际应用对泊松分布利用斯蒂令近似公式： !2n n n n n e π-≈?? （2-4-2） 化为高斯分布，得： 2()2()2n n n P n e n π--= （2-4-3） 高斯分布说明，与平均值的偏差()n n -对于n 而言具有对称性，而绝对值大的偏差出现的几率小。 放射性衰变并不是均匀地进行，所以在相同的时间间隔内作重复的测量时测量的放射性粒子数并不严格保持一致，而是在某平均值附近起伏。通常把平均值n 看作是测量结果的几率值，并用它来表示放射性活度，而把起伏带来的误差叫做测量的统计误差，习惯用标准误差n ±来表描述。实验室都将一次测量的结果当作平均值，并作类似的处理而计为N N ±。 图 1泊松分布曲线 图 2 高斯分布曲线
计数的相对标准误差为： = （2-4-4） 它能说明测量的准确度。当N 大时，相对标准误差小，而准确度高。反之，则相对标准误差大，而准确度低。为了得到足够计数N 来保证准确度，就需要延长测量时间t 或增加相同测量的次数m 。根据计算可知，从时间t 内测的结果中算出的计数率的标准误差为： t ± == （2-4-5） 计数率的相对标准误差E 用下式表示： E == （2-4-6） 若实验重复进行m 次，则平均计数率的标准误差等于： （2-4-7） 考虑本底后，标准误差为： σ== （2-4-8） N c 为t c 时间内源加本底的计数，n b 为t b 时间内本底的计数，n c 为源加本底的计数率，n b 为本底的计数率。 放射性测量的相对标准误差： 12()c b c b c b n n t t E n n +=±- （2-4-9） 过长测量时间并不有利，因此可合理地分配测定源加本底和本底计数的时间，可利用下列关系式： c b t t = （2-4-10） 究竟需要选择多长的测量时间，要根据对测量准确度的要求而定，即： c a t = （2-4-11） 式中a c b n n n =-为放射源的计数率 当本底与放射率的计数率之比小于给定的准确度（b a n E n <）的情况下，上式可近似写为：
第一章放射性及其衰变规律 Radioactivity and discipline of disintegrating 学时：io学时 基本内容： ①基本概念：半衰期、衰变常数、放射性核素、放射性、照射量率 ②基础知识：a衰变、B衰变、丫衰变、铀系衰变特点、钍系衰变特点、锕铀系衰变特点、单个放射性核素的衰变规、掌握两个放射性核素的衰变规律及其应用、放射性活度与比活度 的单位、放射性辐射剂量单位、放射性测量的标准源和标准模型。 重点、难点：a衰变、丫衰变、铀系的衰变、单个放射性核素的衰变规律的推导、两个 放射性核素的衰变规律、放射性的测量单位及标准源。 教学思路：先介绍原子核的结构与原子核衰变的有关知识，然后重点讲解三种常见的衰 变类型和三大放射性系列以及放射性的标准源和标准模型。其中，衰变类型和三大放射性系 列等部分详细讲解。 主要参考书： ①程业勋、王南萍等编著，《核辐射场与放射性勘查》，地质出版社，2005. ②吴慧山主编《核技术勘查》，原子能出版社，1998. 复习思考题： 1、1g 238U在一秒钟内放出1.24 104个a粒子，计算238U得半衰期。 2、在一个密封玻璃瓶内，装入1g镭。放置一个氡的半衰期，瓶内积累多少氡？ 3、氡衰变成RaA，现有10毫居里（mCi）氡密封于容器中，经过50h后，氡和RaA各有多少，以活度（Bq）表示。 4、为什么3射线能量是连续谱？ 5、什么是放射性系平衡？什么是放射性动平衡？ 2 22 2 2 2 6、Rn的半衰期是3.825d，试求Rn的衰变常数？每1mg在每秒内放出多少a粒子？合多少贝可？ 7、从镭源中收集氦，假定Ra与各子体达到放射性平衡，而Ra的活度为 10 3.7 10 Bq ,试计算一年内产生多少氦？