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第二部分 核与放射性的基本物理基础 2.2 放射性衰变基本规律 (一) 单一放射性的指数衰减规律 （四）三种效应的相互关系? 1)、对于低能射线和原子序数高的吸收物质，光电效应占优势； 2)、对于中能射线和原子序数低的吸收物质，康普顿效应占优势； 3)、对于高能射线和原子序数高的吸收物质，电子对效应占优势。 （五）物质对?射线的吸收 (1) 窄束?射线强度的衰减规律 ??为光子与吸收物质作用的截面； N为吸收物质单位体积的原子数； I0为?射线入射强度； D为吸收物质厚度。 对上面的方程积分，初始条件 在x～ x+dx层内单位时间光子数的变化为： 等于在该层物质内单位时间发生的作用数。 光子束通过物质时的强度为： 其中： 为线性吸收系数又称为宏观截面 当介质厚度为D: 可以证明 ，又称宏观截面 线性衰减（吸收）系数 的物理意义为 射线单位厚度物质时发生相互作用的概率。 定义：质量衰减系数： 相应质量厚度表示为： 质量衰减系数与 即物质状态无关。 用质量厚度表示的优点是便于测量。得到吸收规律的另一种更常用的表达式： 与带电粒子不同，? 射线没有射程的概念。窄束 ? 射线强度衰减服从指数衰减规律，只有吸收系数及相应的半吸收厚度的概念。 (2) 非窄束?射线强度的衰减规律 称为积累因子。 3.3 中子及其与物质相互作用 （一）中子的分类及性质 2) 中能中子：1KeV～0.5MeV。 1) 慢中子：0～1KeV。包括冷中子、热中子、超热中子、共振中子。 3) 快中子：0.5MeV～10MeV。 4) 特快中子：10MeV。 热中子：与吸收物质原子处于热平衡状态，能量为0.0253eV，中子速度~2.2×103m/s. （二）中子与物质的相互作用 弹性散射 (n,n) 中子与物质的相互作用实质上是中子与物质的靶核的相互作用。 1).中子的散射 出射粒子仍为中子、剩余核仍为靶核。 出射中子的动能： 反冲核的动能： 2) 非弹性散射 (n,n’?) 入射中子的能量损失不仅使靶核得到反冲，且使靶核处于激发态。处于激发态的靶核退激时放出一个或几个特征?光子，在核分析技术中有重要的应用。 当反冲核为质子(氢核)时，M＝m，上式变为： 当? = 0 时，反冲质子能量最大，Tp = Tn 3). 中子的俘获 (1) 中子的辐射俘获 (n,?) 中子射入靶核后与靶核形成一个复合核，而后复合核通过发射一个或几个特征?光子跃迁到基态。这些特征 ? 光子不同于 (n,n’?) 的特征 ? 光子。由于这些 ? 光子的发射与复合核的寿命相关，一般很快，故称为“中子感生瞬发?射线”，同样在核分析技术中有重要的应用。 当发生(n,?)反应后，新形成的核素是放射性的，就是常说的“活化”，测量活化核素的放射性可以用来测量中子流的注量率区分中子的能量范围。 (2) 发射带电粒子的中子核反应 如(n,?)，(n,p)等，这些反应在中子探测中应用很多，成为探测中子的主要手段。 如(n,2n)，(n,np)等，这些反应的阈能较高，在8～10MeV以上，只有特快中子才能发生。 (3) 裂变反应 (n,f) (4) 多粒子发射 4、短寿命核素发生器 核医学、放射医学等需要短寿命的放射性核素，如99mTc(T1/2=6.02h)、113mIn(T1/2=104m)等。 问题是：如何将生产的这些短寿命放射性核素运输到医院等需要使用它们的地方？ “母牛”：利用连续衰变系列。 母牛原理：寿命较长的核素不断产生短寿命子体，需要时，将子体分离出来，而母体继续不断衰变生长出子体。 例如： “母牛”。 由于T1/2(99Mo)T1/2(99mTc) ，体系可建立暂时平衡。 当 t=tm 时，子核放射性活度最大， 工作原理 最常使用的医用放射 性核素发生器是 发生器，它由的裂变产物 经过多次分离纯化，得到 99Mo——钼酸铵溶液，然 后装入酸性Al2O3吸附剂 的色谱柱上，发生如下 反应。　　 注： 1. 为二价离子，在离子交换树脂上结合得很牢固， 化合物为一价离子，而在离子交换树脂上结合得不很牢固，用生理盐水可以将络合弱的单电荷的 淋洗下来。 2. (也可记作 )是 的同核异能素，它们核组成完全相同，但具有不同的半衰期。 2.5 放射系 地球年龄为10亿年(即 年)。目前还能存