1、放射性同位素衰变的方程式是什么?
α衰变和β衰变方程式:
α衰变:AZX→A?4Z?2Y+42He。
α衰变通式(放出一个α粒子的情况)。
β衰变:AZX→AZ+1Y+0?1e。
β衰变通式(放出一个β粒子的情况)。
β衰变中产生的电子是由原子核中的一个中子转化成一个质子和一个电子,转化方程如下:
10n→11H+0?1e。
半衰期:
当原子经历放射性衰变时,它会失去粒子。丢失的粒子将把原来的原子变成另一种同位素或元素,因为它减少了原来元素的数量。
半衰期是指样本中放射性核的数量在任何给定时间内降到其值的一半所需要的时间。(史蒂夫·欧文,2014)。
简单地说,一个元素失去一半质量所需的时间就是这个元素的半衰期。
例如,磷同位素(磷32)的半衰期为14天。如果我们有20克这种同位素,14天后,我们只剩下10克,因为原来质量的一半已经衰变了。再过14天,我们就剩下5克了。
2、放射性衰变的衰变类型和规律
放射性同位素衰变方式主要有:
1.α衰变
原子核自发地放射出α粒子而转变成另一种核的过程叫做α衰变。对于天然放射性同位素而言,只有质量数A大于140的重原子核才能产生α衰变,特别是原子序数Z大于82和质量数A大于209的放射性同位素,都以α衰变为主。α衰变的通式为:
2.β衰变
β粒子有正、负电子之分,放出正电子的称β衰变,放出负电子的为β衰变。β衰变的通式,
3.K轨道电子捕获
原子核从核外K层捕获一个轨道电子的过程称为轨道电子捕获。其通式是:
K捕获和β衰变所产生的子体是相同的,究竟发生那一类衰变,取决于衰变前后能量的变化。
4.γ衰变
γ射线是从原子核内部放出的一种电磁辐射,常伴随α或β射线产生。γ衰变的母体和子体是同种同位素,只是原子核内部能量状态不同而已。γ衰变亦可称为同质异能跃迁。
5.核裂变
重核分裂成两个或几个中等质量的碎片,同时发射出中子和能量的过程称为原子核裂变。自发裂变是在没有外来粒子轰击的情形下自行发生的核裂变,它同样可用半衰期来衡量裂变发生的难易程度。自然界的自发裂变仅见于铀和钍的同位素。比较α衰变,铀和钍的自发裂变的分支比很小,几乎可以忽略。
诱发裂变是指原子核在外来粒子轰击下发生的裂变。用各种粒子(中子、质子、γ射线等)轰击铀和钍的同位素都可以导致诱发裂变。
前面已经提到,放射性同位素的衰变和裂变的速度是不依赖于外界条件而恒定地进行着。但对单个原子,究竟何时发生衰变则无法预测。对大量的放射性原子核,可以从统计意义上确定其整个原子数量是如何随时间而发生变化的。
3、放射性衰变平衡在实际生活中的应用
放射性衰变平衡在实际生活中育种方面。
如果放射性核素衰变生成的子体也是放射性核素,它将继续衰变到第二代子体。如果后者还不稳定,它将衰变到第三代子体,一代一代地继续衰变下去,直到形成一个稳定的核为止。这种衰变称为递次衰变或连续衰变。
母体与其衰变子体形成一个连续核素系列,称为衰变链或放射系。母体A(半衰期T1,衰变常数λ1)衰变到子体B(半衰期T2,衰变常数λ2)的衰变体系中,母、子体的放射性活度随时间的变化规律。依T1与T2相对大小,分三种情况来讨论。
在递次衰变中
根据母、子体的放射性随时间的变化规律,若母体的半衰期比任何一代子体都长,从纯母体出发,经过足够长(5~10倍于最长子体半衰期)时间以后,母体的原子数(或放射性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时间变化,称在该母子体之间达到了放射性平衡,又称久期平衡。