放射性第一章第一节

第一篇第一章放射性勘探的理论基础1.1.1、原子结构及核衰变按照卢瑟福的原子结构的模型为：原子A原子核X核外电子e中子N质子P几个核参数：原子核直径：10-12~10-13cm质子质量：1.6726×10-24g中子质量：1.6749×10-24g电子质量：9.1093×10-28g1.1核衰变及放射性元素复习!!!原子能级原子中束缚电子按一定的轨道绕原子核运动，所处的能量状态，即为原子能级。不同原子能级状态不同，对于同一种原子来说，它的绕行电子的数目和运动轨道都是一定的，因此每个原子只能处于一定的，不连续的一系列稳定状态中，这一系列稳定状态称为原子能级，用wi表示。KLⅢLⅡLⅠMⅤMⅣMⅢMⅡMⅠnlj101/2201/2211/2213/2301/2311/2313/2321/2323/2n:主量子数l:角量子数j:进动角量子数原子光谱分析的基础不同元素其原子的能量差不同，构成原子的特征能谱原子核能级

最低的能级状态叫基态。比其高的各个能级叫做激发态，可以有多个，称为第一、第二、第三激发态等。原子核处于某个激发态时它不稳定，往往要放出光子回到基态。能级状态改变时所放出的光子波长很短，能量很大，常称为γ光子。某核发射的各种能量的γ光子的集合，即构成该核的能谱。γ能谱分析的基础不同的原子核能谱成分不同,故为特征能谱放射性现象及核衰变放射性现象：在自然界中一些元素的原子核不稳定，能自发的衰变成另一种原子核，并放出α、β、γ射线或轨道电子俘获后放出X射线，这种过程称为放射性现象，即放射性衰变核衰变方式：1、α衰变2、β衰变γ衰变

ββ+电子俘获激发态与基态之间跃迁的能级差，由α衰变和β衰变时产生的α衰变特征：衰变谱为分立谱，可以是单能谱也可是多能谱。β衰变特征：β谱为连续谱。因为在β衰变中能量的分配是在子核、β粒子和中微子三者间进行的。它们间发射方向是任意的，各自所带能量也不是固定的，从而构成了β粒子能量的连续性β-电子俘获特征X射线:

俄歇电子:

正电子湮没辐射:β+粒子被介质阻止而丧失动能时,将与介质中的电子结合,同时辐射出两个方向相反,能量各为0.51Mev的光子,这种辐射称为阳电子湮没辐射。γ衰变特征：衰变谱为分立谱，可以是单能谱也可是多能谱。发射γ射线发射内转换电子（或电子对）内转换就是处于激发态的核直接把激发能交给核外某壳层。使之成为自由电子，称为内转换电子。

特征X射线俄歇电子同质异能跃迁有些核素在激发态存在时间较长（大于0.1秒）便可做为独立核素。它们具有相同的质量数A和电荷数Z，故称为同质异能素。能级迁跃的形式1.1.2、天然放射性核素一、成系列的天然放射性核素—铀系、钍系、锕铀系214At1.3s210Tl1.32m206Tl4.2mABCC”C’DEFE’G216At3.5×10-4sABC”CDC’216At1×10-4sABCC”C’铀、钍系列核素衰变列的特点及规律：1)母体都为长寿元素，108～1010年。2)三个系列有一气态元素，氡-222，氡-219，氡-220，半衰变分别为3.825天，3.96秒，54.5秒。3)铀系氡的子体为固体沉积物，可分为长寿子体和短寿子体。4)三个系列最后都衰变为稳定的铅的同位素。5)三个系列的核素原子质量数为:铀系:4n+2(n=51-59);钍系4n(n=52-58),锕系:4n+3(n=51-58);6)各系列核素的半衰期,衰变常数见表中,需要记忆一些元素的半衰期。M=4n+1,n=51-58母体Np-93半衰期为:2.25×106年镎系不成系数的天然放射性核素核素丰度（%）半衰期（a）衰变类型能量（MeV）衰变产物粒子γ射线0.0121.27×109β-89%）K（11%）1.311.4627.854.6×1010β-0.280.0891.2×1011β-，K0.211.4360.78814.971.07×1011α2.23-2.603×1010β-0.420.3060.2020.08862.55×1010β-0.0025-人工放射性核素1.1.3放射性核素的射线谱一、概念射线谱：射线按其能量大小的分布，或各种能量的射线之集合，称为射线谱。单色谱：衰变时所放出的射线若是单一能量的，叫单色谱，如137Cs的γ射线谱为0.661MeV的单色谱。复杂