1、第第2章章 放射性放射性 放射性：原子核自发地放射出各种射线的现象。各种射线： 、射线；正电子、质子、中子等其它粒子。 能自发地放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫不稳定核素。 放射性现象是由原子核的变化引起的。2.1 放射性衰变规律 2800种核素中仅有271种是稳定的，其余都是不稳定的。1、放射性衰变的时间规律 最简单的衰变情况是放射性核素A放出粒子x，转变成稳定核素B： 这时单位时间衰变的原子数 与此时现有的原子核数N成正比：xBAdN dtN 平均寿命的含意是，在时间里，放射性活度下降到1/e。等于衰变常数的倒数。teNN069315. 02ln2/ 1T活度：活度： 放射性活度的单
2、位是Bq。1Bq相当于每秒1个衰变数，即现有一定量的放射性核素每秒衰变1个原子核则具有1Bq的活度。 曾经用Ci作为放射性活度的单位，1Ci近似地相当于1g226Ra的放射性活度，1Ci=3.71010Bq。AN比活度比活度(Specific activity) 单位质量的某种放射性物质的放射性活度。 S=A/(mA+m)通常情况下 则： AmmmAS 对于无载体的纯放射性核素， S0=K/MTS0该放射性核素的一个特征常数，比活度的单位为Bq/g。 k值：S/60min/60h/24d/365aAmAS 0231002. 6MmAATT693. 02lnMTs693. 01002. 6230
3、 gBqMTKSg0:1 任何放射性核素 例：某单位有一个226Ra放射源，该源的放射性物质为Ba(226Ra)CO3，其活度为3700Bq，质量为1.0g。问该源的放射性核素质量为多少？稳定物质的质量为多少？ 226Ra的质量为：1.010-7g， 稳定物质质量为：1.0-1.010-7=1.0g。例：计算1g下列放射性核素的 ：226Ra、210Po、238U、222Rn、 220Rn、 219Rn。单位（Bq/mg）238U：T1/2=4.468109a226Ra：T1/2=1602a210Po：T1/2=138.4d219Rn：T1/2=3.96s220Rn：T1/2=55.6s222
4、Rn：T1/2=3.82d0SS0Ra-226=3.71010Bq/g=3.7107Bq/mg210Po：1.661011Bq/mg，mgBqMTSU4 .1210468. 42381032. 1101693. 01002. 69133232380放射性浓度放射性浓度(Radioactive concentration) 放射性浓度C是指单位体积某放射性活度。 C=A/V 单位为Bq/ml 或Bq/L。 例题：配1000ml浓度为10Bq/ml标准铀溶液，需分析纯U3O8多少克? (已知：238U、 235U、 234U的丰度分别为：99.275%，0.720%，0.0054%；比活度S0分别
5、为：12.4Bq/mg，79.4Bq/mg，2.3105Bq/mg；U的平均匀原子量为237.98，O的平均匀原子量为16)1、根据平均原子量及丰度计算U的量；2、如以g为单位，则要注意与Bq/mg对应。解：设需要m gU3O8解之m=0.479 gmlBqOUUm101000/)103 . 2104 . 54 .790072. 04 .1299275. 0(833100055 氚单位TU：表示每1018个氢原子中有一个氚原子。某环境水样，经分析其浓度为5 TU/L，用Bq/L表示为多少？ 解：1L水样重为1000g，水样中的3H活度为：LBqVACBqTLMmaA/596. 01596. 0
6、596. 036002436533.122ln101002. 6181000252ln2182321其它常用的浓度单位其它常用的浓度单位一般溶液的浓度 重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数（W/W）。重量体积百分比：100ml溶液中所含溶质的克数（W/V）。 体积百分浓度：100ml溶液中所含原装液体试剂的毫升数。标准溶液的浓度 当量浓度（N）：表示1升溶液中所含溶质的克当量数。 摩尔浓度（M）：表示1升溶液中所含溶质的摩尔数。滴定度（T）： 表示1ml标准溶液相当于待测物质的毫克数。 铀的容量法分析中， 标准钒酸铵溶液对铀的滴定度(mgml-1 )。34VONHUT放射性核素放射性活
7、度与时间关系放射性核素放射性活度与时间关系图 放射性核素放射性活度与时间关系图tAA4343. 0lglg02/10/3010. 0lglgTtAA2放射性衰变平衡的建立放射性衰变平衡的建立 母体衰变生成的子体核素，如果子体核素也是放射性的，其衰变如下：32122,2111 ,21NNNTT，22112212NNNdtdNdtdNtteeNN210, 11212 1）母体核素的半衰期比子体核素的半衰期长很多，它们能建立起长期平衡 在这种衰变情况下 远大于 放射性平衡情况下，有： 21)1 (20 , 1212teNN)1 (20, 12teAA21AA A-总放射性活度；A1-母体核素的放射性
8、活度；A2-子体核素的放射性活度；A3-被分离出子体的放射性衰变母体的半衰期8h，子体的半衰期为0.8h图 长期平衡 这一关系对母体核素半衰期非常长的放射性衰变链来说是相当重要的。一旦平衡建立，就存在如下关系 ：如：iiNNNN 332211 RnRaThUPaThUaa2222262301046. 2,2342342341046. 4,238592） 母体核素的半衰期不太长，但仍比子体核素的半衰期长（暂时平衡）当 时，达到放射性平衡。当 tteeNN12110, 112121-112te2,2/11 ,2/12,2/11 ,2/110TTTTt12112NNA-总放射性活度； A1-母体核素
9、的放射性活度；A2-子体核素的放射性活度； A3-被分离出子体的放射性衰变(母体的半衰期为8h，子体的半衰期为0.8h)图 暂时平衡3）母体核素的半衰期比子体半衰期的半衰期短 没有放射性平衡可以达到。 A-总放射性活度； A1-母体核素的放射性活度；A2-子体核素的放射性活度(母体的半衰期为0.8h，子体的半衰期为8h)图 暂时平衡例例1、 在1g天然钾中每分钟衰变多少个40K的原子？已知40K的丰度为：1.18102%，钾的平均原子量为39.1。 MmHLTNdtdN2/12ln1 .3910256. 51028. 110023. 61018. 11693. 059234min/1087.1
10、3原子 例例2、 1Bq的不同的放射性核素各有多重？多大质量的放射性核素的放射性活度为1Bq？ MmLdtdN2ln)/(2/1LMTdtdNBqgm2/1171057. 7MT表 一些放射性核素的比活度 例例3、从1t含有 40U3O8 的沥青铀矿中能分离多少克226Ra？RaU2262,323820, 2/1, 2/1U1007. 3URaRaTTNN=0.115g例例4、95Zr(T1/2=65.5d)经衰变到 95Nb（T1/2=35d），后者衰变为稳定的95Mo。从t=0时分离纯算起，什么时候95Nb的放射性活度达到最大？总放射性活度是多大？ 对时间微分并使微商为0，得到 tteeNN12110, 11212dt97.67ln11212max2.2放射性衰变类型 表 不同衰变过程的一览表
