辐射监测第3章 放射性基础知识.pptVIP

3.5.5 剂量当量及其单位 剂量当量是用适当的修正系数对吸收剂量进行加权，使修正后的吸收剂量能更好地和辐射所引起的有害效应联系起来。 SI单位是焦耳/千克，记为J/㎏；其专名为：希沃特，记为：Sv，即： l 1Sv＝1J/㎏ 暂时与SI单位并用的剂量当量单位是雷姆，其符号为rem,当D以拉德单位 表示时，H就以雷姆为单位表示，即： 1rem＝100erg/g＝10-2J/kg＝10-2Sv 各单位之间的关系 * * * * * * * * * * * 3.3.3 ?衰变（同质异能跃迁） 在?跃迁的过程中，发生衰变的原子核的原子序数和质量数都没有任何的改变，只有能级状态的变化,所以，?跃迁又被称为同质异能跃迁。 内转换电子 处于激发态的核，通常通过发射?跃迁而退激，但有的核不是通过?跃迁退激，而是直接把激发能交给核外轨道电子。该电子吸收能量后会脱离原子核的吸引，成为自由电子发射出来 图3-8 60Co的γ衰变图 3.4放射性衰变的一般规律 3.4.1衰变定律---指数衰减规律 (1)衰变常数 分子表示：t 时刻单位时间内发生衰变的核数目，称为衰变率，记作 t 时刻放射性原子核总数 衰变常数：一个原子核在单位时间内发生衰变的概率。 3.4.2放射性核素的特征量 量纲为：[t]-1,如1/s，1/h，1/d，1/a 3.4放射性衰变的一般规律 (2)半衰期T1/2 半衰期：放射性核数衰变一半所需的时间，记为 T1/2,即： 量纲为：[t],如s，h，d，a 3.4.2放射性核素的特征量 3.4放射性衰变的一般规律 (3)平均寿命 ? 平均寿命 ＝ 总寿命 / 总核数 在 t~t+dt 时间内衰变的原子核数为： 这些核的寿命均为 t，它们的总寿命为： 3.4.2放射性核素的特征量 3.4放射性衰变的一般规律 因此，平均寿命： 而 t 可能的取值为 ：0～? 所以，所有核的总寿命为： 特征量大小与核衰变的快慢 慢 大 大 小 快 小 小 大 衰变速度 核衰变 特征量 3.4.3放射性核素的生长与衰变的相互关系 3.4.3.1 递次衰变规律 许多放射性核素并非一次衰变就达到稳定，而是它们的子核仍有放射性，会接着衰变…… 直到衰变的子核为稳定核素为止，这样就产生了多代连续放射性衰变，称之为递次衰变或级联衰变。 1 两次连续衰变规律 t = 0时， A 的数目为N10，B的数目为0 A 和 B 的衰变常数分别为 ?1 和 ?2 C 的数目为0。 是单一放射性衰变，服从简单的指数规律。 即： 对于A： 这样t时刻，A的数目的变化为： 对于B： 不断衰变为C (减少)： 不断从A获得 (增加)： 这样B的数目的变化为： B 代入N1(t)等条件，解此微分方程， 可见，子体 B 的变化规律不仅与它本身的衰变常数 ?2 有关，而且还与母体 A 的衰变常数 ?1 有关，它的衰变规律不再是简单的指数规律。 已经假设 C 是稳定的，那么它的变化仅由 B 的衰变决定，即： 解此方程，得： 对于C： 当t? ?，N3(t) ?N10，母体A全部衰变成子体C。子体C是稳定的，不再发生衰变。 大家课后计算一下， 2 多次连续衰变规律 A ? B ? C?…?N（稳定） 参照两次连续衰变的规律，考虑子体C也不稳定，则子体C数目的变化量由它本身的衰变及子体B的衰变决定： 代入N2(t)等条件，解此方程 其中，系数 对于n代连续放射性衰变过程，其中第1到第n代核素具有放射性，而第n+1代核素为稳定核素。 设初始条件为： 各衰变常数为： 用同样的方法可以求出第 n 个核素随时间的变化规律： 其中，系数 为： 在连续放射性衰变中， 母体衰变是单一放射性衰变，服从指数衰减规律； 其余各代子体的衰变规律不再是简单指数规律，而与前面各代衰变常数都有关。 3.4.3.2放射性衰变的平衡问题 3.4.3放射性核素的生长与衰变的相互关系 对于两代连续 A ? B ? C（稳定） 我们来看子体 B 的变化情况，子体 B 的变化只取决于 ?1 和?2。我们分三种情况讨论： (1)暂时平衡 母体A的半衰期不是很长，但比子体B的半衰期长，即 或 时， 则在观察时间内可看出母体A 放射性的变化，以及子体B的核数目在时间足够长之后，将和母体的核数目建立一固定的比例，此时子体B的变化将按母体的半衰期衰减，这时建立的平衡叫暂时平衡。 3.4.3.2放射性衰变的平衡问题 由： 由于： ，当 t 足够大时，有： 现在来推导一下暂时平衡关系： 子母体的放射性活度的关系为： 即：当 t 足够大时，有： 对于多代连续放射性衰变： 只要母体A1的衰变常数