2.衰變規(guī)律(law of radioactive decay)
放射性核素的衰變與周圍環(huán)境的溫度、壓力和溫度等無關(guān),它遵循指數(shù)衰減規(guī)律。即每秒內(nèi)衰變的原子數(shù)與現(xiàn)存的放射性原子數(shù)量呈比例。例如,某種放射性核素最初共有No個(gè)原子,經(jīng)過時(shí)間t以后,只剩下N個(gè),則N和No之間的關(guān)系為
N=Noe-λt
其中,λ為衰變常數(shù),表示各核素衰變的相對(duì)速度,即每秒衰變的核數(shù)為原有放射性核數(shù)的幾分之幾。其單位是時(shí)間單位的倒數(shù)(1/s、1/min等)。
3.半衰期(half-life time)
放射性原子核數(shù)因衰變而減少到原來的一半所需要的時(shí)間稱為半衰(T1/2)。它與衰變常數(shù)λ有如下的關(guān)系:
T1/2=0.693/λ
不同核素的T1/2值差別很大,例如232Th的半衰期為1.39×1010年,而212P0的半衰期只有3.0×10-7秒。幾種醫(yī)學(xué)上常用放射性核素的半衰期是:
2411Na的T1/2=15.6小時(shí),13153I的T1/2=8.1天;3215P的T1/2=14.3天;5926Fe的T1/2=47.1天;6027Co的T1/2=5.3年;31H的T1/2=12.4年;146C的T1/2=5720年。
(二)核反應(yīng)(nuclear reaction)
若原子核由于外來的原因,如帶電粒子的轟擊,吸收中子或高能光子照射等,引起核結(jié)構(gòu)的改變,則稱為核反應(yīng)。
1.核裂變(nuclear fission)
一些重元素的原子核,例如233U、235U、239U在中子的轟擊下能分裂成2個(gè)質(zhì)量較輕的新原子核,是時(shí)放出2~3個(gè)中子和γ光子。新分裂的原子核也叫核裂碎片,它們可以是原子序數(shù)從30到64的各種元素的多種同位素,一般都具有放射性。核裂變過程會(huì)放出大量能量。
2.核聚變(unclear fusion)
兩個(gè)輕原子核在一定條件下結(jié)合成較重的原子核的反應(yīng)稱為輕核聚變反應(yīng)。在這過程中也會(huì)放出中子和大量能量。由于聚變反應(yīng)要在極高溫度下才能進(jìn)行,所以這種反應(yīng)又稱為“熱核反應(yīng)”。例如:氘和氚在極高的溫度下,聚合成氦核并放出中子和大量能量。熱核反應(yīng)放出的能量比重核裂變反應(yīng)放出的能量要大得多。