核物理基礎(chǔ)與輻射防護(hù)-2教學(xué)文案.ppt

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1、核物理基礎(chǔ)與輻射防護(hù)-2?、β、γ輻射的穿透能力2009-05-302放射性現(xiàn)象與原子核的衰變密切相關(guān)。原子核的衰變：在沒有外界影響的情況下，原子核自發(fā)地發(fā)射粒子并發(fā)生改變的現(xiàn)象。能自發(fā)地發(fā)射各種射線的核素稱為放射性核素，也稱為不穩(wěn)定核素。放射性現(xiàn)象是由原子核的變化引起的，與核外電子狀態(tài)的改變關(guān)系很小。原子核自發(fā)地發(fā)射各種射線的現(xiàn)象，稱為放射性。2009-05-303原子核衰變的主要方式?衰變?衰變(包括?－衰變、?＋衰變和電子俘獲EC)?衰變(或?躍遷)(包括內(nèi)轉(zhuǎn)換IC)中子發(fā)射、質(zhì)子發(fā)射、重核的自發(fā)裂變等2009-05-3042.1放射性衰變的基本規(guī)律A、放

2、射源中的原子核數(shù)目巨大。B、放射性原子核是全同的。C、放射性衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)過程。不能預(yù)測某一原子核的衰變時(shí)刻，但可以統(tǒng)計(jì)得到放射源中總的放射性原子核數(shù)目的減少規(guī)律；具體到每個(gè)放射性原子核的衰變來說，就是服從一定規(guī)律進(jìn)行衰變的一個(gè)隨機(jī)事件，可以用衰變概率表示。2009-05-3051、放射性的指數(shù)衰減規(guī)律由統(tǒng)計(jì)性，以放射源總體考慮衰減規(guī)律：設(shè)：t時(shí)刻放射性原子核的數(shù)目為N(t)，求解t～t+dt內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù)目-dN(t)，它應(yīng)該正比于N(t)和時(shí)間間隔dt，于是有：2009-05-306(1)、衰變常數(shù)分子表示：t時(shí)刻單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的核數(shù)目，稱為衰變率，記

3、作t時(shí)刻放射性原子核總數(shù)衰變常數(shù)：一個(gè)原子核在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的概率。2、放射性核素的特征量量綱為：[t]-1,如1/s，1/h，1/d，1/a衰變率：2009-05-307(2)、半衰期T1/2放射性核數(shù)衰變一半所需的時(shí)間，記為T1/2。即：量綱為：[t],如s，h，d，a2009-05-308(3)、平均壽命?：平均壽命＝總壽命/總核數(shù)在t~t+dt時(shí)間內(nèi)衰變的原子核數(shù)為：這些核的壽命均為t，它們的總壽命為：而t可能的取值為：0～?，所以所有核的總壽命為：因此，平均壽命：2009-05-309(1)、放射性活度(Activity)即：定義：則：活度定義：單

4、位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)。以A表示，表征放射源的強(qiáng)弱。3、放射性活度及其單位放射源發(fā)出放射性粒子的多少，不僅與核衰變數(shù)有關(guān)，而且和核衰變的具體情況直接相關(guān)。一般情況，核率變數(shù)不等于發(fā)出粒子數(shù)。射線強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)放出某種射線的個(gè)數(shù)。2009-05-3010(2)、活度單位常用單位居里(Ci)：法定計(jì)量單位為貝可(Bq)：較小的單位還有毫居(mCi)和微居(?Ci)2009-05-3011(3)、活度單位與其他幾個(gè)單位的比較活度單位其他單位單位居里(Ci)貝可(Bq)倫琴(R)拉德(rad)戈瑞(Gr)定義放射性物質(zhì)1s發(fā)生3.7×1010次核衰變?yōu)?Ci放射性

5、物質(zhì)1s內(nèi)發(fā)生1次核衰變?yōu)?Bq使1kg空氣中產(chǎn)生2.58×10-4C的電量的輻射量1g受照射物質(zhì)吸收10-5J的輻射能量為1rad1kg受照射物質(zhì)吸收1J的輻射能量為1Gr物理意義反映放射性的強(qiáng)弱由放射性物質(zhì)本身決定。反映放射性物質(zhì)產(chǎn)生的射線對其他物質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)大小的量不僅取決于放射性物質(zhì)的強(qiáng)弱，還取決于放射性的特性，以及接受射線的材料的性質(zhì)。2009-05-3012(4)、比活度(SpecificActivity)定義為：單位質(zhì)量放射源的放射性活度。比活度反映了放射源中放射性物質(zhì)的純度。即：單位為：Bq/g或Ci/g2009-05-30134、遞次衰變規(guī)律許

6、多放射性核素并非一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定，而是它們的子核仍有放射性，會接著衰變……直到衰變的子核為穩(wěn)定核素為止，這樣就產(chǎn)生了多代連續(xù)放射性衰變，稱之為遞次衰變或級聯(lián)衰變。設(shè)初始條件為：各衰變常數(shù)為：可以求出第n個(gè)核素隨時(shí)間的變化規(guī)律：其中，系數(shù)為：2009-05-3014放射性平衡(1)、暫時(shí)平衡母體A的半衰期不是很長，但比子體B的半衰期長，即或時(shí)，則在觀察時(shí)間內(nèi)可看出母體A放射性的變化，以及子體B的核數(shù)目在時(shí)間足夠長之后，將和母體的核數(shù)目建立一固定的比例，此時(shí)子體B的變化將按母體的半衰期衰減。這時(shí)建立的平衡叫暫時(shí)平衡。對于多代連續(xù)放射性衰變：只要母體A1的衰變常數(shù)?

7、1最小，就會建立起按A1的半衰期進(jìn)行衰變的暫時(shí)平衡體系。建立平衡之后，各代放射體的數(shù)量及活度之比不隨時(shí)間變化，且均各代按?1進(jìn)行衰變。2009-05-3015(2)、長期平衡當(dāng)母體A的半衰期較長，且比子體B的半衰期長得多時(shí)，即或則在觀察時(shí)間（遠(yuǎn)小于母體A的半衰期）內(nèi)，看不出母體A放射性的變化；在相當(dāng)長時(shí)間以后，子體B的核數(shù)目和放射性活度達(dá)到飽和，并且子母體的放射性活度相等。這時(shí)建立的平衡叫長期平衡。對于多代連續(xù)放射性衰變：只要母體A1的衰變常數(shù)?1足夠小（且最?。蜁⑵鸢碅1的半衰期進(jìn)行衰變的長期平衡體系。各代放射體的數(shù)量之比不隨時(shí)間變化；各代子體的放射性

8、活度都等于母體的放射性活