放射性同位素

2008/12/6 13:41:00

一👒，放射性同位素的特點
　　眾所周知(zhī)，放射性同位素（radiosotlope）是不(bù)穩定的，它會“變(biàn)”。放射性同(tóng)位 素的(dí)原子核很不(bù)
穩定，會不間斷地
，自發地放射出射(shè)綫，直至變成另一種(zhǒng)
穩定(dìng)同位素(sù)🍠，這就是所(suǒ)謂“核衰變”。放射性同位素在進行核衰變(biàn)的時候，可放射出α射綫， β射綫，γ射綫和電子俘獲等(děng)，但是放(fàng)射性同位素在進行核衰(shuāi)變的時候(hòu)並(bìng)不一(yī)定能同時放射出(chū)
這幾種射綫。核衰變的速度(dù)不受溫(wēn)度，壓力
，電(diàn)磁場等外界條(tiáo)
件的影(yǐng)響，也 不受元素所處狀(zhuàng)態的(dí)影響，隻和時間有關(guān)。放(fàng)射性(xìng)
同位素衰變的快慢，通常(cháng)用(yòng)“半衰 期”來表示。半(bàn)衰(shuāi)期（half-life）即一定(dìng)
數量放射性同位素原子(zǐ)數目(mù)減少到其(qí)初始(shǐ)值(zhí)一半時所需要的時間。如磷－32的半(bàn)衰(shuāi)期(qī)是(shì)14.3天，就是說
，假(jiǎ)
使(shǐ)
原(yuán)來有(yǒu)100萬個磷(lín)－32 原子🎝，經過14.3天後，隻剩下(xià)50萬(wàn)個了。半衰期越長(cháng)，說明衰變得越慢📱
，半衰期越 短
，說(shuō)明衰變得越快(kuài)
。半(bàn)衰期是放射性(xìng)同(tóng)位素的一特征常數
，不(bù)同的放(fàng)射性同位素有不同的半衰期
，衰變的(dí)時(shí)候放射出射綫的種(zhǒng)
類和(hé)數量也不同
。

常(cháng)用同(tóng)位(wèi)素的特征

同位素 符(fú)
號 半衰期 β射綫能(néng)量（MeV）
氫(qīng)-3 3H 12.3年 0.018
碳(tàn)-14 14C 5720年 0.156
磷－32 32P 14.3天(tiān)
1.71
硫(liú)－35 35S 87.1天 0.167
碘－131 131I 8.05天 0.605

人造元素一覽表

原子序數 元素(sù)名稱 元素(sù)符號 發現者 發現年代 半衰(shuāi)期
43 锝 Tc 西格雷(léi)
，佩裏埃 1937 Tc97 260萬年
61 鉕 Pm 馬林斯基等 1945 Pm145 18年
85 砹 At 西格雷，科(kē)森等 1940 At210 8．1小時
87 鈁 Fr 佩雷 1939 Fr212 20分鐘
93 鎿 Np 麥克米倫 1940 Np237 214萬(wàn)年
94 鈈 Pu 麥克米倫(lún)🍼，西博格 1940 Pu244 7．6×107年(nián)
95 镅 Am 西博格，吉(jí)
奧(ào)
索 1944 Am243 7370年
96 鋦 Cm 西博(bó)
格，吉奧索 1944 Cm247 1．54×107年
97 錇 Bk 西博格，湯普生等(děng) 1949 Bk247 1400年
98 鐦 Cf 西博(bó)格，吉奧索等 1950 Cf251 900年
99 鑀 Es 西博格(gé)，吉奧索 1955 Es254 276天
100 镄(fèi) Fm 西博格🦺
，吉奧索 1955 Fm257 82天
101 鍆 Md 吉奧索 1955 Md258 55天
102 锘 No 弗列羅夫等 1957 No259 58分鐘
103 鐒(láo) Lr 吉奧索 1961 Lr260 3分鐘
104 　 Rf 弗(fú)
列羅夫，吉奧索 1964,1968 ～1分(fēn)
鐘
105 　 Db 弗列羅夫，吉奧索(suǒ) 1970,1970 ～40秒
106 　 Sg 美，蘇(sū) 1974 ～0．9秒
107 　 Bh 聯邦德國 1981 ～10－3秒
108 　 Hs 聯邦德國 1984 ～10－3秒
109 　 Mt 聯(lián)邦德國 1982 5×10－3秒 　
二(èr)，放射性強度及(jí)其度(dù)
量單位
 　　放(fàng)射性同位素(sù)原子(zǐ)
數目的減少(shǎo)服從指(zhǐ)
數規律。隨著時間的增加(jiā)，放射性原子的數(shù)目按幾何級數減少
，用公式表示為： N＝N0e- λt這裏，N為經過t時間衰變後，剩下的放(fàng)射性(xìng)原子數目，Ｎ0為初始的放射性原子(zǐ)數(shù)目，λ為衰變常數(shù)

，是與該種放射性同位素(sù)性質有關的常數
，λ=y(t)＝e-0.693t/τ，其中τ指半(bàn)衰(shuāi)期。放射性同位素不斷地衰變(biàn)，它在(zài)單位(wèi)時間內發生衰變的原子數目叫(jiào)做放射(shè)性強度（radioactivity）
，放射性強度的常用(yòng)單位是居裏（curie），表示在1秒鐘內發生(shēng)3.7×1010次核(hé)
衰變，符(fú)號為Ci。 　　　1Ci=3.7×1010dps=2.22×1012dpm 　　　1mCi=3.7×107dps=2.22×109dpm 　　　1μCi=3.7×104dps=2.22×106dpm 　　1977年國際(jì)放射防護委員(yuán)會（ICRP）發表的第26號(hào)出版物中💛，根據國際(jì)輻射(shè)單位 與測量委員會（ICRU）的建議，對放射性強度等計算(suàn)單位采用(yòng)了國際單位製（SI）， 我國於1986年正式執行。在SI中，放射性強度單位用貝柯勒爾（becquerel）表示
，簡(jiǎn)稱貝可，為1秒鐘(zhōng)內(nèi)
發生一(yī)次(cì)核衰變，符號(hào)為(wéi)Bq。1Bq=1dps=2.703×10-11Ci該單位在實 際應用中減少了換算(suàn)步驟，方便了使(shǐ)用。
三(sān)🎉，射(shè)綫與物質的相互作用
 　　放射性同位素放(fàng)射出的射綫碰到各種物質(zhì)
的(dí)時候🍊，會產生各種效應🕔，它包(bāo)
括 射綫 對物質的作用和物質對射綫的作(zuò)用兩個相互聯係的方麵。例如🍏，射綫能夠使照(zhào)相底(dǐ)片和核子乳膠感(gǎn)光(guāng)
；使一些物質產(chǎn)生熒光；可(kě)
穿透一定厚度的物質，在穿透物(wù)質的過程 中(zhōng)
，能(néng)被物質吸收一部分
🂪，或者是(shì)
散射一部分，還(huán)可能使一些物(wù)質(zhì)
的分子發(fā)生(shēng)
電離
； 另外，當射綫(xiàn)輻照到人，動物和植(zhí)物體時(shí)
，會使生物體發生生理變化(huà)

。射綫與物質的相互(hù)作用，對核射綫來說，它是一種能量傳遞和能量損耗過程(chéng)
，對受照射物質(zhì)來(lái)說， 它是(shì)一種對(duì)外(wài)來(lái)
能量的物理性(xìng)反應和(hé)
吸收過程🧆。 　　
各種射綫由於其本身的性質不同，與(yǔ)物質(zhì)的相互作用各有特點(diǎn)。這種特點(diǎn)還常與物質的密度(dù)
和原子序數有關。α射(shè)綫通過(guò)物質時，主要是通過電離和激發把它的(dí)輻射能量轉移給物質，其射程很短，一個(gè)1兆(zhào)電子伏（1MeV）的α射(shè)綫，在空氣中(zhōng)的射程約1.0<厘米
，在鉛(qiān)金屬中隻有23微米（um）🖯
，一張普通紙就能(néng)將α射綫完全(quán)擋住，但α射綫(xiàn)的能量能被(bèi)組織和器官全部吸(xī)收。β射綫也能引起物質電離和激發，與α射綫 的能量相同的β射綫，在同一物質中的射(shè)程比α要(yào)長(cháng)得多
，如>1MeVrβ射綫，在空氣(qì) 中(zhōng)的射程是10米
，高能量快速運動的β粒(lì)子😛，如磷－
，能量為1.71MeV遇到物質
，特別是突然被原子序(xù)數(shù)高的物質（如鉛(qiān)，原子序數為82）阻止後，運動方向(xiàng)會(huì)發生改變，產生軔致輻(fú)射(shè)🕶。軔致輻射是一種連(lián)續的電磁輻射，它發生的(dí)幾率與β射綫的(dí)能量 和物(wù)質的原(yuán)子序數成正比，因此在(zài)防(fáng)
護上采(cǎi)用(yòng)低密度材料(liào)，以減少軔致(zhì)輻射(shè)🥵。β射綫能被不太厚的鋁層等吸收(shōu)。γ射綫的穿透力最強，射程最大
，1MeV的r射綫(xiàn)
在空氣中的射程約(yuē)有米之遠
，r射綫作用於(yú)物質可產(chǎn)生光電效應，康普頓效應和(hé)電子對效應(yīng)🔏，它不會被物質完全吸收，隻會隨著物質厚度的(dí)增(zēng)加(jiā)而逐漸減弱。