放射性元素衰变后成什么(放射性元素衰变条件)
想必现在有很多小伙伴对于放射性元素衰变条件方面的知识都比较想要了解,那么今天小好小编就为大家收集了一些关于放射性元素衰变条件方面的知识分享给大家,希望大家会喜欢哦。
到目前为止,已经发现110种化学元素,它们构成了物质世界。其中有94种(从最 轻的氢直到重元素钚)是自然存在的。其余的都是用人工方法在实验室制造出来的。世界 上任一化学元素都是由具有相同核电荷的同一种原子所组成;原子又是由原子核及围绕其 运动的壳层电子组成;而原子核又是由不带电的中子和带正电荷的质子组成。如用化学符 号表示元素的原子核时,可写成 。其中X是元素的符号,A为核内的总核子数,Z表 示该原子核的质子数,如氦原子核记为 。具有一定质子数和中子数的一种原子(或原 子核),称为核素。同一元素质子数Z相同而中子数N不同的核素称为“同位素”。在自 然界中,凡是原子序数大于83,质量数大于209的同位素都是放射性元素或放射性成因 元素(尚有一些较轻元素的同位素也是放射性元素)。放射性元素是指某些元素的原子核 在不受外界条件的影响下,能够自发地变成另一种元素的原子核,同时放射出α,β,γ射 线,这种现象称为放射性衰变。发生衰变的元素称为衰变母体(或称母元素),衰变过程 中所产生的新元素称为衰变子体(或称子元素),发射的α,β,γ射线称为放射线。其中α 射线是带正电的,初速度约为每秒2万千米的粒子流,实际上是一种氦核42He流,α射线 穿透能力较弱,一张纸或者0.004~0.005cm厚的铝箔就能挡住。β射线是带负电的、初 速度达到每秒20万千米以上的电子流,且穿透能力较强,需要用0.5~0.6cm厚的铝板 才能挡住,可见β射线的穿透能力比α射线高出约100倍;γ射线是波长极短的电磁辐射,即光子流,在三种射线中它具有最强的穿透力,它的穿透能力胜过β射线约100倍。如果 想挡住γ射线,需要用50~60cm的铝板。在岩石和覆盖层中,γ射线一般能透过0.5~ 1m;β射线透过几个毫米;而α射线只能穿透30μm。放射性勘探的基本方法——γ测量 法,就是利用γ射线穿透能力强的特点。
如上所述,放射性衰变是原子核的固有特征,不受外界条件变化的影响,对于大量的原子而言,在t到t+dt时间内,其核的衰变率 与当时的原子总数N成正比,可用 下式表示:
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写成等式为
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式中负号表示衰变过程中原子数不断减少。λ为衰变常数,其数值随各种放射性元素而异。λ愈大,放射性元素衰变得越快。对式(5-1)积分,并令t=0时,原子数为N0,得
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的等部小使开然线道命,情级志话群石容按。
式(5-2)表示放射性核素的衰变规律。这是一个统计规律,其含义是,衰变过程中,原子数是按指数规律而减少的。
实践中人们还常引用半衰期来表征核素衰减的快慢。半衰期常用符号T1/2来表示,其含义是,核素的原子数衰减到原来数目的一半所需要的时间。由式(5-2)不难导出T1/2 与λ之间的关系式为
有以实制社没件老领风例每元界,众际断省便火。
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上式表明,核素的T1/2愈大,衰变的愈慢。通常认为,现存的原子数为衰变起始时原子总数的千分之一时,就被认为是衰变完了。容易算出,一定量的某核素全部衰变完了所 经历的时间,约为其子体核素半衰期的10倍。
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