部分放射性核素在生物、医学中的应用.ppt

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1、放射性核素在生物、医学中的应用放射性核技术基础第一节原子、原子核及其稳定性第二节原子核衰变及其放射性第三节放射性衰变规律第四节核射线与物质的相互作用第一节原子、原子核及其稳定性稳定性原子的特征？１、电子在核外一定轨道上旋转（2πr•mv=nh,n=1,2,3…)2、保持原子稳定性，这种状态称为定态。N=1时的定态叫做基态。不稳定性原子的特征？１、电子由一个定态跃迁到另一个定态，会吸收或放出能量，能量的大小为:△Ｅ＝Ｅn-Ｅn,=hc/λ不稳定原子的辐射状况？ΔΕ<0原子吸收能量（电子从低能轨道跳到高能轨道）。能量以光子的形式被电子所

2、吸收。从而形成该原子的特征性的吸收光谱，这种现象叫激发。如果吸收的能量足够大，电子摆脱核的吸引成为自由电子，这种现象叫电离。ΔΕ>0原子处于激发态，需释放能量（以光子的形式），形成原子特征的发射光谱。如果所发射出的射线能量ΔΕ<100ev时，所释放的电磁波属于紫外光、可见光及红外辐射；ΔΕ>100ev时，归为X辐射。所以Ｘ射线是由核外电子跃迁产生的，不属于核射线（与、、不同）。不稳定原子的辐射状况？电子从外层轨道跃迁到内层轨道时，将所释放的能量移交给另一个轨道电子，这个电子获得足够的能量以后，从原子中发射出来，这个过程称俄歇效

3、应。发射出来的电子称俄歇电子。俄歇效应发生以后，原子外层轨道存在两个空穴。伴随着特征Χ-射线或俄歇电子的发射。俄歇电子的运动能量等于EK-2EL不稳定原子的辐射状况？两个过程所发生的几率与原子的原子序数有关，原子序数越大的原子，发射特征Χ-射线的几率就越大，反之，轻元素发射俄歇电子的几率大。实验发现，原子（核）的质量，总是小于组成它的各个粒子（质子、中子、电子）的质量之和。这种质量之差称为该原子（核）的质量亏损。原子原子核电子质子中子又称为核子例如：以12C为例，这个原子是由6个质子、6个中子和6个电子组成，它们的质量和为：电子6×

4、0.000549u=0.003294u质子6×1.007277u=6.043662u中子6×1.008665u=6.051990u────────────12.098946u而12C的原子质量为12.0u。12C原子的各个粒子质量与12C原子的质量差为：∆m=0.098946u根据爱恩斯坦相对论中，质能之间的关系可知，质量的消失必然有能量的产生。在这里质量亏损（∆m），所产生的能量，就是原子（核）的结合能（∆E），质能之间的关系如下：EB=∆mC2因为1u=931.5Mev，那么一个12C原子的结合能等于EB=0.098946×9

5、31.5=92.17Mev。原子（核）的结合能是自由存在的单个核子（和电子）相互靠近组成一个原子，所需的最小能量。平均结合能是原子核的结合能，除以质量数A所得的商。平均结合能越高，说明核子在核内结合的越紧密，原子核越稳定。在自然界中中等质量的核最稳定！总结原子核的稳定性在轻核区，随质量数增加，结合能有增加的趋势。在质子和中子均为偶数冰箱等时出现峰值。中等质量（A=40-120），平均结合能最大（约为８Mev）。重核（A>200）平均结合能比中等质量的核小，其稳定核的中子与质子之比为1.5:1。通过上一节的学习，我们知道世界上存在着稳

6、定和不稳定的两类原子（核〕。原子（核〕的稳定性如何，只与它们的性质有关（粒子之间的平均结合能的大小）。本课程主要讨论和关心的是：因核不稳定，所产生的放射性。第二节原子核衰变及放射性放射性－不稳定核自发放射各种射线的现象，称为放射性。原子核衰变－不稳定的原子核不断地自发地产生原子核结构的改变，使自己转变成另一种核素，这种过程称核衰变。衰变能－不稳定的原子核在衰变过程中会释放出大量的能量，称为衰变能。绝大多数衰变能被发射出来的粒子所携带，很少部分给予反冲核（通常没有意义）。每一个放射性核素都有自己一些独特的特性（包括放射性衰变类型、放射

7、线种类、能量大小和放射性核素半衰期长短等）。反过来，通过对这些特性的分析，可确定放射性核素的性质。放射性的核在衰变过程中伴随着各种核射线的发射，最常见的射线有：α粒子、β粒子和γ射线。核衰变类型是根据其发射核射线种类进行命名的。如最常见的有：α衰变、β衰变和γ衰变。仍然不断发现一些新的衰变方式，如质子衰变、双β-衰变、12C衰变、20Ne衰变等。α衰变α衰变是指放射性核发射α粒子衰变为另一种核的过程。α衰变可以用下列通式表示：（42He)X代表母核、Y代表子核、为衰变能根据能量守恒定律，由上式可得：mXC2=mYC2+mαC2+

8、Q式中mX、mY、mα分别为母核、子核和α粒子的质量。因为一般核素表中给出的是原子质量，为了计算方便，将上式中的原子核质量替换成原子质量。（MX-Zme)C2=[MY-(Z-2)me+Mhe-2me]C2+Q(me为电子质量)Q={M