A Z
X

e Z A1Y
e
如：
7Be e 7Li e
在β衰变中，子核与母核的质量数相同，只是电荷数相差１。 衰变相当于原子核的一个中子变成了质子； 衰变和轨道电子俘获相
当于原子核的一个质子变成了中子。
4、γ放射性
γ放射性既与γ跃迁相联系，也与α衰变或β衰变相联系。 α衰变 和β衰变的子核往往处于激发态，处于激发态的原子核要向基态跃迁，这 种跃迁成为γ跃迁。
γ跃迁一般是伴随α或β射线产生的。 放射性有天然放射性和人工放射性之分。 天然放射性是指天然存在的三个放射系，即钍系、铀系和锕系。
§2.2、放射性衰变的基本规律 一种放射性原子核经过α 或β 衰变成为另一种原子核，这种变化即使 对于同一核素的许多原子核来说，也不是同时发生的，而是有先有后。因 此，对于任何放射性物质，其原有的放射性原子核的数量将随时间的推移 变得越来越少。
第二章 放射性
§2.1、放射性的一般现象
1、放射性的一般现象
1896年，A.H.Becquerel发现铀的放射线，从此开创了人类研究原子核 放射性的新纪元。
1897年，居里夫妇（Pierre-Curie, Marie-Curie）发现放射性元素钋 和镭。
1898年，E.Rutherford在放射性实验中发现了α，β，γ三种射线。它 们的本性和贯穿本领如下：
1）α射线是高速运动的氦原子核（α粒子）组成的。所以它在磁场中的 偏转方向与正离子流的偏转方向相同。它的电离作用大，贯穿本领小。
2）β射线是高速运动的电子流。它的电离作用较小，贯穿本领较大。
3）γ射线是波长很短的电磁波。它的电离作用小，贯穿本领大。
许多天然的和人工生产的核素都能自发地发射各种射线。有的发射α 射线，有的发射β射线，有的发射α或β射线的同时也发射γ射线，有的 三种射线均有。此外还有发射e+，p, n等其他粒子。
i
i
第i种分支衰变的部分放射性活度为： Ai i N i N0et
总的放射性活度为： A Ai N0et
i
说明：1）部分放射性活度在任何时候都是与总放射性活度成比例。
2）部分放射性活度随时间是按 et 衰变，而不是按 eit 衰变。
这是因为任何放射性活度随时间的衰减都是由于原子核数N的减少，而N 的减少是所有分支衰变的总结果。
2、放射性活度
在单位时间内放射性原子核的衰变数称为放射性活度。
A
dN dt
N
N0et

A0et
A0 N0 为 t=0时的放射性活度
3、半衰期、平均寿命
半衰期 T1 是放射性原子核衰减到原来数目的一半所需要的时间。 2
N

1 2
N0

N eT1 2 0
T1 2

ln 2
1、单一衰变方式的基本规律
100
实验：氡
的α衰变
60
天之后把氡一的定数数量量减的少氡一单半独；存经放过，8在天大282减62约R少n4
20
到原来的1/4；经过12天减少到原来的1/8；
一个月后减少到小于原来的1/100。
20
实验得到的氡的数量随时间变化的曲
lnN
线如图所示。
lnN0
40 t
如果以氡的数量的自然对数为纵坐标，
衰变分支比R：
第i种分支衰变的部分放射性活度与总放射性活度之比，称为这种衰
变的分支比。
Байду номын сангаас
Ri

Ai A

i
dt
衰变常数λ 是在单位时间内每个原子核的衰变几率。
注意：1）因为λ是常数，所以每个原子核不论何时衰变，其几率相同。
2）各个原子核的衰变是独立无关的，我们无法确定哪一个原子核 应该先衰变，哪一个原子核应该后衰变。每一个原子核到底何时衰变， 完全是偶然性事件。
3）放射性原子核的衰变规律是大量原子核衰变的一种统计规律。
说明:1)λ是一个常数,称为衰变常数 2)λ的量纲是时间的倒数,它的大小决定了衰变的快慢 3)λ只与放射性核素的种类有关 4)衰变常数的物理意义
对衰变规律的指数形式微分则有: dN Ndt
-dN是原子核在t t+dt时间间隔内的衰变数,它正比于时间间隔dt和 t时刻的原子核数N
dN N
原子核自发地发射e-, e+或俘获核外电子的衰变。
1）、 衰变
一般表示形式：
A Z
X
Z A1Y

e
e
如： 3H 3He e e
2）、 衰变
一般表示形式：
A Z
X
Z A1Y

e
e
如： 13N 13C e e
3）、轨道电子俘获
一般表示形式：


0.693

平均寿命：放射性原子核平均生 存的时间。
1

tNdt
tetdt 1
N0 0
0

平均寿命和衰变常数互为倒数。
T1 2

ln 2


ln
2

0.693
4、具有多种分支衰变核素的衰变规律
当核素具有多种分支衰变时，放射性核素总的衰变常数为各种衰变方 式的部分衰变常数之和。
放射性：原子核自发地放射各种射线的现象。
放射性核素：能自发地放射各种射线的核素。
放射性现象是由原子核的变化引起的，与核外电子状态的改变关系很小。
2、α衰变
原子核自发地放射出α粒子而发生的转变。
α衰变的一般表示形式：
A Z
X

Y A4
Z 2

24He
如：
210 84
Po
28026Pb

24He
3、β衰变
以时间为横坐标，则原来的曲线变成一条
直线。
t
直线方程为： ln N ln N0 t
其中：N0是时间t=0时氡的数量；N是t时刻氡的数量；-λ是直线的斜率。 上式化为指数形式为：
N N0et
由此可见：氡的衰变服从指数衰变规律。
实验表明：任何放射性物质在单独存在时都服从这样的指数规律。