来宝网 2009/2/4点击1945次
概 述
一、放射性同位素的特点
众所周知，放射性同位素（radiosotlope）是不稳定的，它会“变”。放射性同位 素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位 素，这就是所谓“核衰变”。放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α射线、 β射线、γ射线和电子俘获等，但是放射性同位素在进行核衰变的时候并不一定能同 时放射出这几种射线。核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也 不受元素所处状态的影响，只和时间有关。放射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰 期”来表示。半衰期（half-life）即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始值一 半时所需要的时间。如磷－32的半衰期是14.3天，就是说，假使原来有100万个磷－32 原子，经过14.3天后，只剩下50万个了。半衰期越长，说明衰变得越慢，半衰期越 短，说明衰变得越快。半衰期是放射性同位素的一特征常数，不同的放射性同位素有 不同的半衰期，衰变的时候放射出射线的种类和数量也不同。
常用同位素的特征
同位素 符号 半衰期 β射线能量（MeV）
氢-3 3H 12.3年 0.018
碳-14 14C 5720年 0.156
磷－32 32P 14.3天 1.71
硫－35 35S 87.1天 0.167
碘－131 131I 8.05天 0.605
人造元素一览表
原子序数 元素名称 元素符号 发现者 发现年代 半衰期
43 锝 Tc 西格雷，佩里埃 1937 Tc97 260万年
61 钷 Pm 马林斯基等 1945 Pm145 18年
85 砹 At 西格雷，科森等 1940 At210 8．1小时
87 钫 Fr 佩雷 1939 Fr212 20分钟
93 镎 Np 麦克米伦 1940 Np237 214万年
94 钚 Pu 麦克米伦，西博格 1940 Pu244 7．6×107年
95 镅 Am 西博格，吉奥索 1944 Am243 7370年
96 锔 Cm 西博格，吉奥索 1944 Cm247 1．54×107年
97 锫 Bk 西博格，汤普生等 1949 Bk247 1400年
98 锎 Cf 西博格，吉奥索等 1950 Cf251 900年
99 锿 Es 西博格，吉奥索 1955 Es254 276天
100 镄 Fm 西博格，吉奥索 1955 Fm257 82天
101 钔 Md 吉奥索 1955 Md258 55天
102 锘 No 弗列罗夫等 1957 No259 58分钟
103 铹 Lr 吉奥索 1961 Lr260 3分钟
104 Rf 弗列罗夫，吉奥索 1964,1968 ～1分钟
105 Db 弗列罗夫，吉奥索 1970,1970 ～40秒
106 Sg 美，苏 1974 ～0．9秒
107 Bh 联邦德国 1981 ～10－3秒
108 Hs 联邦德国 1984 ～10－3秒
109 Mt 联邦德国 1982 5×10－3秒
二、放射性强度及其度量单位
放射性同位素原子数目的减少服从指数规律。随着时间的增加，放射性原子的数目按几何级数减少，用公式表示为： N＝N0e- λt这里，N为经过t时间衰变后，剩下的放射性原子数目，Ｎ0为初始的放射性原子数目，λ为衰变常数，是与该种放射性同位素性质有关的常数，λ=y(t)＝e-0.693t/τ，其中τ指半衰期。放射性同位素不断地衰变，它在单位时间内发生衰变的原子数目叫做放射性强度（radioactivity），放射性强度的常用单位是居里（curie），表示在1秒钟内发生3.7×1010次核衰变，符号为Ci。 1Ci=3.7×1010dps=2.22×1012dpm 1mCi=3.7×107dps=2.22×109dpm 1μCi=3.7×104dps=2.22×106dpm 1977年国际放射防护委员会（ICRP）发表的第26号出版物中，根据国际辐射单位 与测量委员会（ICRU）的建议，对放射性强度等计算单位采用了国际单位制（SI）， 我国于1986年正式执行。在SI中，放射性强度单位用贝柯勒尔（becquerel）表示，简称贝可，为1秒钟内发生一次核衰变，符号为Bq。1Bq=1dps=2.703×10-11Ci该单位在实 际应用中减少了换算步骤，方便了使用。
三、射线与物质的相互作用
放射性同位素放射出的射线碰到各种物质的时候，会产生各种效应，它包括 射线 对物质的作用和物质对射线的作用两个相互联系的方面。例如，射线能够使照相底片 和核子乳胶感光；使一些物质产生荧光；可穿透一定厚度的物质，在穿透物质的过程 中，能被物质吸收一部分，或者是散射一部分，还可能使一些物质的分子发生电离； 另外，当射线辐照到人、动物和植物体时，会使生物体发生生理变化。射线与物质的 相互作用，对核射线来说，它是一种能量传递和能量损耗过程，对受照射物质来说， 它是一种对外来能量的物理性反应和吸收过程。
各种射线由于其本身的性质不同，与物质的相互作用各有特点。这种特点还常与物质的密度和原子序数有关。α射线通过物质时，主要是通过电离和激发把它的辐射能量转移给物质，其射程很短，一个1兆电子伏（1MeV）的α射线，在空气中的射程 约1.0<厘米，在铅金属中只有23微米（um），一张普通纸就能将α射线完全挡住，但α射线的能量能被组织和器官全部吸收。β射线也能引起物质电离和激发，与α射线 的能量相同的β射线，在同一物质中的射程比α要长得多，如>1MeVrβ射线，在空气 中的射程是10米，高能量快速运动的β粒子，如磷－，能量为1.71MeV遇到物质，特别是突然被原子序数高的物质（如铅，原子序数为82）阻止后，运动方向会发生改变，产生轫致辐射。轫致辐射是一种连续的电磁辐射，它发生的几率与β射线的能量 和物质的原子序数成正比，因此在防护上采用低密度材料，以减少轫致辐射。β射线能被不太厚的铝层等吸收。γ射线的穿透力最强，射程最大，1MeV的r射线在空气中的射程约有米之远，r射线作用于物质可产生光电效应、康普顿效应和电子对效应，它不会被物质完全吸收，只会随着物质厚度的增加而逐渐减弱。
|
