原子核物理衰变

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1、2015/9/62。放射性衰变(decay)2.1放射性的发现1895，X-射线（伦琴）（1900年第一个Nobel).1896,铀的衰变现象（贝克勒尔，1903Nobel).1897,发现a,b射线（卢瑟福，1908Nobel）1898-99,分离出Po和Ra放射性元素（居里夫妇，1903Nobel物理,居里夫人1911年第二次获Nobel化学奖).1900,发现g射线。1909,断定a射线是4He核流（卢瑟福）。b射线：高速电子流。伦琴夫人的手指g射线：高能光子流。22.2衰变规律稳定核素：280多种。衰变(de

2、cay)：不稳定的原子核自发地转变为天然放射性核素：60多种。其他原子核。人工放射性核素：2000多种。220216RnPoa8684统计性：每个原子核衰变的概率是均等的。b稳定线：稳定核的N比Z概率：原子核在单位时间内衰变的百分比。大一些公式？？？dN1dN,dtNdtNtNNe0N0T1/2=ln2/0.693/衰变常数，是每个核在单位时间内衰变的概率。1/半衰期N０／２=N0e-tN0/2(halflife)：t=ln2/T1/2N0/e平均寿命(meanlifetim

3、e)：10tTttdNtNdtN/tedt1/1/2N000N0012015/9/6•放射性的一个重大应用：考古断代•放射性活度(RadioActivity)：单位时间衰变的原子核数植物通过光合作用吸收CO2和氧气合成有机物，dN一些动物以植物为食物，另一些动物又以食草动物AN为食物，动物还要不断呼吸，因而整个生物链和自dt然界的14C含量达到平衡。但死亡的生物体不和自1Bq=1次衰变/s然界交换物质，而14C却不断衰变，因而，死亡的10生物体内的14C的含量低于自然界里的含

4、量。测量1Ci=3.7*10Bq古代生物遗骸内14C的含量就可以确定遗骸的年代。mCi,mCi范围：100-3000年。1960Nobel奖。测量放射性活度A,可以得到半衰期,如测得1mg的238U,A=740次/分钟,半衰期=?814C断代法：实验表明，大气中，14C与12C原子数目之比=1.3*10-12。活的生物体由于吸收大气中的CO2，也具有上述比例。但是，当生物体死亡之后，随着14C的衰变，上述比例随着时间减少。测出出土的生物体中14C与12C数目之比即可推出该生物体所经历的时间。练习：100g碳,探头直径

5、10cm，距离0.4cm，探测效率45%，测量到放射性3.375次/s。910例题：古墓遗骸100g碳的b放射性强度为900/m。辐射防护知识碳14半衰期为5730年，求此古墓年代。•辐射剂量(radiationdose)Dt1Gr（R）=吸收1J辐射能量/1kg物质NNe,A-dNdt/N900/min(measured)0141212•剂量当量(Equivalentdose)T5730(given),yC:C1.310(given)1/2231212H=QWDSvN100/12*6.

6、023*10*1.3*10gg6.52*10012W为权重因子NA/AT*/ln23.91*101/2Q品质因子：x,g,b射线Q=1tln(NN/)/(T/ln2)ln(N/N)4227years01/20质子，单电荷离子Q=1011中子、a射线Q=2022015/9/6W权重因子防护：吸入的危害极大！！！组织名称（T）权重因子（WT）a射线：质量大，带电，很容易被物质吸性腺0.25收，空气中射程几厘米，一张纸、一层衣乳腺0.15服可以挡住。红骨髓0.12b射线：高速，穿透能力中等，几毫米到几肺0

7、.12厘米厚的金属片可以挡住。甲状腺0.03骨表面0.03g射线：高能光子，穿透性极强。几厘米厚其余组织（每一个）0.06的铅砖、到几米厚的混凝土墙阻挡。•标准放射性场所，工作人员的年有效剂量当量限值为50mSv,孕妇，儿童15mSv,a射线b射线g射线•公众成员1mSv.2.3a衰变(decay)AXA4Ya(4He)zz22AA44YazXz2Ya(2He)能量如何变化？EYXYaa级联衰变（递次衰变）：Ea232a228bb228ThRaTh钍系：a224a220a216208

8、RaRnPoPb衰变能Ed：衰变过程释放的能量。238a234bb234铀系：UThUa230a226a222206ThRaRnPbEd=EY+Ea锕系：235Ua231Thb231Paa207Pb衰变能的来源？237a233b233a229镎系：NpPaU