第十五章 原子核和放射性

T ln 2

N

N
0
(
1 2
)t
/T
2、平均寿命
平均寿命 是指放射性核素平均生存的时间。
1
12
三 、放射性活度
放射性活度(A)：单位时间内衰变的原子核数。 国际单位：Bq ， 1Ci=3.7x1010Bq, 1Bq=1衰变/秒
A dN dT
N
N0et

A0et
7
2、 + 衰变——母核放出一个正电子的衰变
A Z
XZ
A1Y

01e

v

Qβ

原子核中一个质子放出一个正电子而变成中子，同时 放射出一个中微子，遵守位移法则。
8
3、 电子俘获（EC）
原子核俘获核外电子，使核内的一个质子变为一个中 子，原子序数数变为Z-1。
A Z
X
01eZ
A1Y
2
原子核的成分
原子核由核子（nucleon）组成，核子只有两种。 质子（proton）：带一个单位的正电，质量数1.00727u 中子（neutron）：不带电，质量数1.00866u
u：原子质量单位（即dolton），1u=1.66056×10-27kg
原子序数为Z、质量数为A的原子核由Z个质子和N个中子组 成。这两种粒子的质量近似等于1u，所以原子核的质量数 A=N+Z。
在原子核物理学中，标记原子核用 AzX。 左上角的数值A代表质量数。 左下角的数字为原子序数Z。
3
2、 核素
核素：原子核内的Z，N和能量状态都相同的原子。 同位素：质量数不同而质子数相同，在化学元素周期
表中处于同一位置，有相同的Z的元素。 同质异能素：Z和N相同而处于不同能量状态的核素 。 同量异位素：Ａ相同而Ｚ不同的核素。
4
第二节 放射核素的衰变种类源自核素放射性核素 稳定性核素
放射性核素: 能自发放出射线变为另一种核素，这种现 象称为原子核衰变，简称核衰变。其过程 遵守电荷，质量，能量，动量和核子数守 恒定律。
一、 衰变
放射性核素发射粒子（氦原子），变为另一种核素的过
程叫衰变。
A Z
X
AZ42Y
4 2
A
A0
(
1 2
)t
/T
13
第十五章 原子核和放射性
1 原子核的组成和基本性质 2 原子核的衰变类型和衰变规律
1
第一节 原子核的基本性质
一 原子核的组成
1 中子-质子模型 原子核的电荷
原子核是原子的中心体，其重要特征之一是带 正电, 而且是旋转的，最小电量单位是电子电量e的 整数倍。这个倍数和元素周 期表中的原子序数Z是 一致的。
A Z
Xm
ZA
X

Q
其中在衰变的过程中，原子核的质量数和原子序数都不改 变，只是原子核的能量状态发生了改变，所以又叫同质异 能跃迁。
10
第三节 放射性核素的衰变规律
一、放射性衰变规律
当一种放射性核素在衰变时，在tt+dt时间内
－dN=N·dt（为衰变常数）对上式积分
N N0et

v

Q
总之， 衰变的过程都是发生在同量异位素之间的衰变。 衰变过程中有电子或正电子从核内释放，或有外部电子 被核捕获，其中母核与子核的质量数都不改变，只有原 子核的质子数发生改变。
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三 衰变
衰变— 和衰变后的子核大部分处于激发态，并以射线 的形式释放能量，跃迁到较低的能量或基态，这种跃迁叫 衰变。
1、 - 衰变——母核放出电子的一种衰变

A Z
X
Z
A1Y
01e

v
Qβ-
式中X和Y代表母核和子核，v称为反中微子，是在衰变
中与-粒子同时放射出的粒子，不带电，静止质量为零。 原子核中并不存在电子，而是在衰变时原子核中的一个 中子放出一个电子和一个反中微子变为一个质子的过程， 遵守位移法则。
He
Q
式中Ｘ叫母核，Ｙ叫子核，Ｑα为衰变能。
5
衰变的位移法则：
子核比母核的质量数A少4，原子序数Z少2，在 元素周期表中的位置比母核前移两位。衰变过 程放出的能量主要反映在粒子的动能，子核的 动能很小。
28286Ra28262Rn24He Q
6
二、 衰变
一种核自发地变成另一种核，其质量数Ａ不变，而原 子序数Ｚ在元素周期表中向前或向后移一个位置。有 -， +衰变和电子俘获三种类型。
此式即为放射性物质衰变的基本定律，它说明放射
性核素衰变服从指数定律。 为物理衰变常数。用
来表示放射性核素衰变快慢的物理量.
如果一种核素的物质同时进行多种类型衰变，则
i
i
11
二、半衰期和平均寿命
1、半衰期 半衰期（T1/2）也是用来表示放射性核素衰变快慢的物理量。 定义为放射性核素的原子核数减少一半所需的时间。