1．放射性核素衰变表
3H 35S 32P 125I 131I
时间(年) 剩余活性
(%)
时间(年)
剩余活性
(%)
时间(年)
剩余活性
(%)
时间(年)
剩余活性
(%)
时间(年)
剩余活性
(%)
1 94.5
2 98.4 1 95.
3
4 95.
5 0.2 98.3
2 89.
3 5 96.1 2 90.8 8 91.2 0.
4 96.6
3 84.
4 10 92.3 3 86.
5 12 87.1 0.
6 95.0
4 79.8 1
5 88.7 4 82.5 1
6 83.1 1.0 91.8
5 75.4 20 85.3 5 78.5 20 79.4 1.
6 87.2
6 71.3 25 82.0 6 74.8 24 75.8 2.3 81.2
7 67.4 31 78.1 7 71.2 28 72.4 3.1 76.7
8 63.7 37 74.5 8 67.8 32 69.1 4.0 71.0
9 60.2 43 71.0 9 64.7 36 66.0 5.0 65.2
10 56.9 50 67.0 10 61.2 40 63.0 6.1 59.3
11 53.8 57 63.6 11 58.7 44 60.2 7.3 53.4
12 50.9 65 59.6 12 55.9 48 57.4 8.1 50.0 12.3 50.0 73 56.0 13 53.2 52 54.8
81 52.5 14 50.7 56 52.4
87.1 50.0 14.3 50.0 60 50.0
2.放射性测定单位
单位定义换算
吸收放射线剂量（拉得rad）100尔格/克（电离辐射传给单位质量物质
的能量）
0.87rad=1r
伦琴（r）使1克空气产生1.6×1012离子对的X或
γ-射线的照射剂量
r/0.87=1rad
居里（Ci）每秒放射性衰变3.7×1010个原子的量1Ci=103mCi=106μCi 毫居（mCi）千分之一居里1mCi=10-3Ci=103μCi 微居（μCi）百万分之一居里（每分钟衰变2.2×106次）1μCi=10-6Ci=10-3M Ci 伯克莱尔（Bq）每秒衰变1个原子的量1Bq=3.7×10-10Ci
千伯克莱尔（kBq）1kBq=103Bq
百万伯克莱尔（MBq）1MBq=106Bq
兆伯克莱尔（GBq）1GBq=109Bq
每分钟衰变数（dpm）每分钟衰变的原子数 2.2×106dpm=1μCi
每分钟计数（cpm）测量仪测出每分钟β粒子数Cpm=dpm×计数器效率
十一、原子量
符号原子序数原子量锕（actinium）Ac 89 227.02 铝（aluminium）Al 13 26.98 镅（americium）Am 95 (243) 锑（antimony）Sb 51 121.75 氩（argon）Ar 18 39.94 砷（arsenic）As 33 74.92 砹（astatine）At 85 (210) 钡（barium）Ba 56 137.33 锫（berkelium）Bk 97 (247) 铍（beryllium）Be 4 9.01 铋（bismuth）Bi 83 208.98 硼（boron） B 5 10.81 溴（bromine）Br 35 79.90 镉（cadmium）Cd 48 112.41 钙（calcium）Ca 20 40.08 锎（californium）Cf 98 (251) 碳（carbon） C 6 12.01 铈（cerium）Ce 58 140.12 铯（cesium）Cs 55 132.90 氯（chlorine）Cl 17 35.45 铬（chromium）Cr 24 51.99 钴（cobalt）Co 27 58.93 铜（copper）Cu 29 63.54 锔（curium）Cm 96 (247) 镝（dysprosium）Dy 66 162.50 锿（einsteinium）Es 99 (252) 铒（erbium）Er 68 167.26 铕（euroqium）Eu 63 151.96 镄（fermium）Fm 100 (257) 氟（fluorine） F 9 18.99 钫（francium）Fr 87 (223)
2放射性元素的衰变 [目标定位] 1.知道什么是原子核的衰变.2.知道α衰变和β衰变的规律及实质，并能熟练写出衰变方程.3.理解半衰期的概念，学会利用半衰期解决相关问题． 一、原子核的衰变 原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒． 二、α衰变： 原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2.U的α衰变方程为 U→Th＋He． 三、β衰变： 原子核进行β衰变时，质量数不变，电荷数增加1，Th的β衰变方程为 Th→Pa＋e． 四、半衰期 1．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期． 2．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系． 一、原子核的衰变 1．原子核放出α粒子或β粒子后，变成另一种原子核，这种现象称为原子核的衰变． 2．α衰变：X―→Y＋He 原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2. α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．
3．β衰变：X―→Y＋e 原子核进行β衰变时，质量数不变，电荷数增加1. β衰变的实质：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使核电荷数增加1，但β衰变不改变原子核的质量数，其转化方程为：n―→H＋e. 4．衰变规律： 衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒． 5．γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随而生，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置． 6．确定衰变次数的方法 设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为 X―→Y＋n He＋m e. 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m. 例1 原子核92U经放射性衰变①变为原子核90Th，继而经放射性衰变②变为原子核91Pa，再经放射性衰变③变为原子核92U.放射性衰变①、②和③依次为( ) A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变 C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变 答案A 解析根据衰变反应前后的质量数守恒和电荷数守恒特点，92U核与90Th核 比较可知，衰变①的另一产物为He，所以衰变①为α衰变，选项B、C错误； 91Pa核与92U核比较可知，衰变③的另一产物为e，所以衰变③为β衰变，选项A正确、D错误． 例2 U核经一系列的衰变后变为Pb核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？
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？
高中物理---放射性元素的衰变练习 我夯基 我达标 1．原子核X 经p 衰变(一次)变成原子核Y ，原子核Y 再经一次α衰变变成原于核Z ，则下列说法中不正确的是( ) A ．核X 的中子数减核Z 的中子数等于2 B ．核X 的质子数减核Z 的质子数等于5 C ．核Z 的质子数比核X 的质子数少1 D ．原子核X 的中性原子的电子数比原子核Y 的中性原子的电子数少1 思路解析：根据衰变规律，发生一次α衰变减少两个质子和两个中子，发生一次β衰变减少一个中子而增加一个质子.中性原子的电子数等于质子数. 答案：C 2．放射性元素放出的射线，在电场中分成A 、B 、C 三束，如图19-2-3所示．其中( ) 图19-2-3 A ．C 为氦核组成的粒子流 B ．B 为比X 射线波长更长的光子流 C ．B 为比X 射线波长更短的光子流 D ．A 为高速电子组成的电子流 思路解析：从三束粒子在电场中可以看出，A 为α粒子，B 为γ光子，C 为电子.γ光子的波长比X 射线还短. 答案：C 3．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的 3 1 ，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零．由此可知，该放射源所射出的( ) A ．仅是α射线 B ．仅是β射线 C ．是α射线和β射线 D ．是α射线和γ射线 思路解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线.从三种射线的贯穿能力大小方面分析问题. 答案：C 4．一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变6 000次．若将它注射到一位病人的血管中，15 h 后从该病人身上抽取10mL 血液，测得此血样每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期为5h ，则此病人全身血液总量为____________L. 思路解析：设衰变前原子核的个数为N 0，15 h 后剩余的原子核的个数为N ，则 N=N 0·0038 1)21()21(N N t ==τ, ①
常用放射性核素核数据表 核素半衰期衰变类型及其分支 比（%）主要粒子能量与强度 keV(%) 主要光子能量与强度 keV(%) 3H 12.33a β-（100）18.5866(100) 14C 5730a β- (100）156.467(100) 18F 109.77m EC(3.27) β +(96.73) 633.5 (96.73) 511(193.46) 22Na 2.6019a EC(10.1) β +(89.9) 545.4 (89.84) 1820.0(0.056) 511(179.79) 1274.53(99.944) 32P 14.262d β-（100）1710.3(100.0) 46 Sc 83.79d β-（100）356.6(99.9964) 1477.2(0.0036) 889.277(99.984) 545(99.987) 54Mn 312.11d EC(100) β +(3x10-7) 355.1(3x10-7) 834.848（99.98）55Fe 2.73a EC(100) XKβ:6.49(3.29) XKα1:5.89875(16.28) XKα2:5.88765(8.24) 57Co 271.74d EC(100) 14.491 (9.16) 122.06065(85.6) 136.4736(10.68) 692 (0.16) 60Co 5.271a β-（100）317.87(99.925) 664.81(0.011) 1491.11(0.057) 1173.228(99.25) 1332.492(99.9826) 63Ni 100.1a β-（100）66.945(100.0) 65 Zn 244.26d EC(98.5) β+(1.5) 328.8(1.403) 511(2.81) 1115.46(50.6) 85Kr 10.71a β-（100）173.4(0.434) 687.4(99.563) 513.997(0.434) 88Y 106.6d EC(99.8) β+(0.2) 764 (~0.2) 511 (0.42) 898.036 (93.9) 836.52 (99.32) 734.0 (0.71) XK(0.014-0.016)(60.7) 90Sr 28.79a β-（100）546(100.0) 1 99Mo 65.94h β- 436.6(16.4) 848.1(1.14) 1214.5(82.4) 140.511(89.6) 181.068(6.01) 739.5(12.12) 777.92(4.26) 99Tc m 6.01h 1T(100) 140.511(89.06) 142.63(0.0187) 103Pd 16.991d EC(100) 39.748(0.0683) 357.45(0.0221) XKα1:20.216(41.93) 109Cd 461.4d EC(100) 88.0336(3.7) XL:2.98(11.2) XKβ:24.9(17.8) XKα1:22.1629(55.16) XKα2:21.9903(29.13) 111In 2.8047d EC(100) 171.28(90.2) 245.4(94.0) 125I 59.400d EC(100) 35.4922(6.68) xL:3.77(15.5) xkβ:31.0(25.9) xkα1:27.4723(74.5) xkα2:27.2017(39.9) 129I 1.57 x 107a β-(100) 154(100.0) 39.578(7.51) xkα2:29.458(19.9) 131I 8.02070d β-(100) 247.9(2.12) 80.185(2.62)
高中物理-放射性元素的衰变练习 夯基达标 1.由原子核的衰变规律可知（ ） A.放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线 B.放射性元素发生β衰变时,新核的化学性质不变 C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D.放射性元素发生正电子衰变时,新核质量数不变,核电荷数增加1 思路解析：一次衰变不可能同时产生α射线和β射线,只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线,A 项错误.原子核发生衰变后,新核的核电荷数发生了变化,故新核（新的物质）的化学性质理应发生改变,B 项错误.衰变不是化学反应,快慢不能人为控制,C 项正确.发生正电子衰变,新核质量数不变,核电荷数减少1,D 项错误. 答案：C 2.原子核X 经β衰变（一次）变成原子核Y,原子核Y 再经一次α衰变变成原子核Z,则下列说法中不正确的是…（ ） A.核X 的中子数减核Z 的中子数等于2 B.核X 的质子数减核Z 的质子数等于5 C.核Z 的质子数比核X 的质子数少1 D.原子核X 的中性原子的电子数比原子核Y 的中性原子的电子数少1 思路解析：根据衰变规律,发生一次α衰变减少两个质子和两个中子,发生一次β衰变减少了一个中子而增加一个质子.中性原子的电子数等于质子数. 答案：CD 3.近几年来,原子物理学家在超重元素的探测方面取得了重大进展,1996年,科学家在研究两个重离子结合成超重元素的反应时,发现生成的超重元素的核X A Z 经过6次α衰变后的产物是Fm 253100,由此判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( ) A.124、259 B.124、265 C.112、265 D.112、277 思路解析：由电荷数守恒和质量数守恒及衰变规律可知,M -24=253,Z-12=100得M =277,Z=112,D 选项正确. 答案：D 4.某原子核X A Z 吸收一个中子后,放出一个电子,分裂为两个α粒子.由此可知( ) A.A=7,Z=3 B.A=7,Z=4 C.A=8,Z=3 D.A=8,Z=4 思路解析：其核反应方程为He 2e n X 420110A Z +→+-.由质量数守恒知Z =2×4-1=7,由电荷 数守恒知Z =2×2-1=3,故A 正确. 答案：A 5.在匀强磁场中,一个原来静止的原子核发生衰变,得到两条如图19-2-1中所示的径迹,图中箭头表示衰变后粒子的运动方向.不计放出光子的能量,则下述说法中正确的是( )
附录四 常用放射性核素表 原子序数及 元素名称 核素 符号 半衰期 衰变类型 括号 内为每100次衰 变中发生的次数 主要带电粒子及其能量 (MeV) 括号内为平均 100次衰变中发射的次数 主要γ线能量(MeV) 括号内为平均100次 衰变中发射的次数 1 氢 Hydtogn 3 H 12.33 a β— （100） β— ：0.0186（100） 6 碳 Carbon ll C 20.38 min β+（＞99），EC β+ ：0.9608（＞99） β+湮没辐射（＞99） 14 C 5730 a β— （100） β— : 0.155（100） 7 氮 Nitrogen 13 N 9.96 min β+（100） β+：1.190（100） β+湮没辐射（100） 8 氧 oxygen 15 O 122 s β+（＞99），EC β+：1.723（＞99） β+湮没辐射（＞99） 9 氟 Fluorine 18F 109.8 min β+（96．9），EC β+：0.635（96.9） β+湮没辐射（96.9） 11 钠 Sotliun 22 Na 2.602 a β+（90.26），EC β+：0.546（90.2） β+湮没辐射（90.26） 1.275（99.94） 1.369（100） 2.754（100） 24Na 15.02 h β—（100） β—：1.389（～100） 12 镁 Magnesium 28 Mg 21.0 h β—（100） β—：0.459（100） 0.0306（95） 0.942（36） 1.342（54） 15 磷 Phosphorus 32P 14.28 d β—（100） β—：l.711（100） 33P 25.3 d β—（100） β—：0.249（100） 16 硫 Sulfur 35S 87.4 d β— （98.1） β— ：0.167（100） 少量β+湮没辐射及 S-kX 17 氯 Chlorine 36 Cl 3.00×10 5 a β—（98.1） β— ：0.709（98.1） 1.642（31.l ） 2.168（42） 38 Cl 37.3 min EC ，β＋ β— （100） β— ：l.11（31.3） 4.913（57.6） 19 钾 Potassium 40 K 1.28×109 a β-（89.3）， β—：1.325（89.3） 2.168（99.8） 1.461（10.7） 42K 12.36 h EC ，β ＋ 1.525（18.8） 43 K 22.3 h β— （100） β—：l.97（18.3） 3.56（81.2） β— ：0.825（87） 0.373（86） 0.618（80） 20 钙 Calcium 45Ca 165 d β— （100） β—：0.258（100） 47 Ca 1.536 d β— （100） β—：0.684（83.9） 1.981（16.l ） 1.297（77） 49 Ca 8.72 min β—（100） β—：1.95（88） 3.084（92） 23 钒 Vanadium 48 V 15.98 d β＋ （49.6） EC （50.4） β ＋ ：0.698（49.6） β+湮没辐射（49.6） 0.984（100） 1.312（97.5） Ti-kX0.0045（9.49） 24 铬 Chromium 51 Cr 20.70 d EC （100） Aug.e ：0.0044（56.1）， 0.0049（12.4） 0.320（10.2） V-kX0.0049（19.71）
1．放射性核素衰变表 3H 35S 32P 125I 131I 时间(年) 剩余活性 (%) 时间(年) 剩余活性 (%) 时间(年) 剩余活性 (%) 时间(年) 剩余活性 (%) 时间(年) 剩余活性 (%) 1 94.5 2 98.4 1 95. 3 4 95. 5 0.2 98.3 2 89. 3 5 96.1 2 90.8 8 91.2 0. 4 96.6 3 84. 4 10 92.3 3 86. 5 12 87.1 0. 6 95.0 4 79.8 1 5 88.7 4 82.5 1 6 83.1 1.0 91.8 5 75.4 20 85.3 5 78.5 20 79.4 1. 6 87.2 6 71.3 25 82.0 6 74.8 24 75.8 2.3 81.2 7 67.4 31 78.1 7 71.2 28 72.4 3.1 76.7 8 63.7 37 74.5 8 67.8 32 69.1 4.0 71.0 9 60.2 43 71.0 9 64.7 36 66.0 5.0 65.2 10 56.9 50 67.0 10 61.2 40 63.0 6.1 59.3 11 53.8 57 63.6 11 58.7 44 60.2 7.3 53.4 12 50.9 65 59.6 12 55.9 48 57.4 8.1 50.0 12.3 50.0 73 56.0 13 53.2 52 54.8 81 52.5 14 50.7 56 52.4 87.1 50.0 14.3 50.0 60 50.0 2.放射性测定单位 单位定义换算 吸收放射线剂量（拉得rad）100尔格/克（电离辐射传给单位质量物质 的能量） 0.87rad=1r 伦琴（r）使1克空气产生1.6×1012离子对的X或 γ-射线的照射剂量 r/0.87=1rad 居里（Ci）每秒放射性衰变3.7×1010个原子的量1Ci=103mCi=106μCi 毫居（mCi）千分之一居里1mCi=10-3Ci=103μCi 微居（μCi）百万分之一居里（每分钟衰变2.2×106次）1μCi=10-6Ci=10-3M Ci 伯克莱尔（Bq）每秒衰变1个原子的量1Bq=3.7×10-10Ci 千伯克莱尔（kBq）1kBq=103Bq 百万伯克莱尔（MBq）1MBq=106Bq 兆伯克莱尔（GBq）1GBq=109Bq 每分钟衰变数（dpm）每分钟衰变的原子数 2.2×106dpm=1μCi 每分钟计数（cpm）测量仪测出每分钟β粒子数Cpm=dpm×计数器效率