什么是放射性核素-放射性同位素-定义

在核物理和核化学中，原子核中含有特定数量的质子和中子的各种原子被称为原子核素．核素还具有其核能状态的特征(如亚稳态核素^242米我)。每个核素用元素的化学符号表示(这指定Z)，原子质量数作为上标。同位素原子序数相同的核素，因此是相同的元素，但中子数不同。

有不稳定的放射性核素。这些核素被称为放射性核素(放射性核素)或放射性同位素(放射性同位素)。这些不稳定的同位素衰变通过各种放射性衰变途径，最常见的是α衰变，β衰变，γ衰变或电子捕获。许多其他罕见类型的衰变，如自发裂变或中子发射是已知的。

如前所述，放射性衰变放射性核素是一个随机过程在单原子的水平上，根据量子理论，不可能预测一个特定的原子何时会衰变。换句话说，放射性核素的核没有“记忆”。细胞核不会随着时间的流逝而“衰老”。因此，它分解的概率不会随着时间的增加而增加，而是保持不变，不管原子核存在多久。

因此，核衰变的速率也可以用半衰期．每一种放射性核素都有其特定的半衰期，无论其物质的数量或形式(即固体、液体、气体、元素或化合物)或其过去的历史如何，其半衰期都不会改变。如果放射性同位素的半衰期为14天，那么它的一半原子将在14天内衰变。再过14天，剩下的一半就会衰变，以此类推。

半衰期范围从百万分之一秒的高度放射性裂变产物,长达数十亿年的长寿命物质(如天然存在的铀)。五个半衰期过去后，只剩下原来原子数量的1/32，即3.1%。经过7个半衰期后，只剩下1/128，即0.78%的原子。在5到7个半衰期后仍然存在的原子数量通常可以假设为可以忽略不计。

在连续的半衰期后，原活性的剩余部分为:

1个半衰期后的活性=原来的1 / 2

2个半衰期后的活性= 1 / 2 x 1 / 2 =原来的1 / 4

3个半衰期后的活性=½x½x½=(½)^3.=原来的1/8

4个半衰期后的活性=(½)⁴=原来的1/16

5个半衰期后的活性=(½)⁵=原来的1/32

6个半衰期后的活性=(½)⁶=原来的1/64

7个半衰期后的活性=(½)⁷=原来的1/128

请注意,短的半衰期伴随着大的衰变常数。半衰期短的放射性物质(在生产时)具有更强的放射性，但显然会迅速失去其放射性。不管半衰期是长是短，在经过了七个半衰期之后，剩下的初始活性不足1%。

的放射性衰变规律说明单位时间内原子核衰变的概率是一个常数，与时间无关。这个常数叫做衰减常数用λ表示。这个恒定的概率在不同类型的核之间可能差别很大，导致观测到的衰变率有许多不同。一定数量的原子(质量)的放射性衰变在时间上是指数级的。

放射性衰变定律:N = N^-λt

放射性衰变定律也可用于放射性物质活度计算或质量计算:

(核数)N = N^-λt(活动)A = A^-λt(质量)m = m^-λt

，其中N(粒子数)为样品中的粒子总数，A(总活度)为放射性样品单位时间内的衰变数，m为剩余放射性物质的质量。

放射性核素的半衰期和放射性

之间的关系半衰期图中显示了一个居里的活度所需要的放射性核素的量。这个数量的材料可以计算使用λ，即衰减常数某些核素:

下图说明了所需材料的数量1居里的放射性物质。显然，半衰期越长，产生同样活性所需的放射性核素数量就越多。当然，寿命较长的物质将在更长时间内保持放射性。可以看出，1居里放射性所需的材料的数量可以从很少的量(0.00088克钴-60)，到1克镭-226，到几乎三吨不等铀- 238．

例-放射性核素的放射性

样品中含有1毫克碘-131。需要注意的是，碘-131作为核中存在的放射性同位素起着主要作用裂变产物在事故发生时，它被释放到大气中，是危害健康的主要因素。碘-131的半衰期为8.02天。

计算:

1. 初始碘-131原子的数量
2. 碘-131在居里鱼中的活性。
3. 50天后碘-131原子的数量。
4. 活动达到0.1 mCi所需的时间。

解决方案:

1. 碘-131的原子数可以用同位素质量测定如下。

N_{i - 131}= m_{i - 131}．N_一个/ M_{i - 131}

N_{i - 131}= (1 μg) x (6.02×10²³核/mol / (130.91 g/mol)

N_{i - 131}= 4.6 x 10¹⁵核

2. 碘-131在居里鱼中的活性可以用它来测定衰减常数：

碘-131的半衰期为8.02天(692928秒)，因此它的衰变常数为:

使用衰减常数的这个值，我们可以确定样品的活度:

3)和4)50天后碘-131原子的数量(N_{50 d})，活度达到0.1 mCi所需要的时间可以用衰变定律计算:

可以看出，50天后，碘-131原子的数量和活性将降低约75倍。82天后，活动将降低约1200倍。因此，十个半衰期的时间(因子2¹⁰= 1024)被广泛用于定义剩余活动。

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参见:

原子