第一篇第一章放射性勘探的理論基礎1.1.1、原子結構及核衰變按照盧瑟福的原子結構的模型為：原子A原子核X核外電子e中子N質子P幾個核參數：原子核直徑：10-12~10-13cm質子質量：1.6726×10-24g中子質量：1.6749×10-24g電子質量：9.1093×10-28g1.1核衰變及放射性元素復習!!!原子能級原子中束縛電子按一定的軌道繞原子核運動，所處的能量狀態，即為原子能級。不同原子能級狀態不同，對于同一種原子來說，它的繞行電子的數目和運動軌道都是一定的，因此每個原子只能處于一定的，不連續的一系列穩定狀態中，這一系列穩定狀態稱為原子能級，用wi表示。KLⅢLⅡLⅠMⅤMⅣMⅢMⅡMⅠnlj101/2201/2211/2213/2301/2311/2313/2321/2323/2n:主量子數l:角量子數j:進動角量子數原子光譜分析的基礎不同元素其原子的能量差不同，構成原子的特征能譜原子核能級

最低的能級狀態叫基態。比其高的各個能級叫做激發態，可以有多個，稱為第一、第二、第三激發態等。原子核處于某個激發態時它不穩定，往往要放出光子回到基態。能級狀態改變時所放出的光子波長很短，能量很大，常稱為γ光子。某核發射的各種能量的γ光子的集合，即構成該核的能譜。γ能譜分析的基礎不同的原子核能譜成分不同,故為特征能譜放射性現象及核衰變放射性現象：在自然界中一些元素的原子核不穩定，能自發的衰變成另一種原子核，并放出α、β、γ射線或軌道電子俘獲后放出X射線，這種過程稱為放射性現象，即放射性衰變核衰變方式：1、α衰變2、β衰變γ衰變

ββ+電子俘獲激發態與基態之間躍遷的能級差，由α衰變和β衰變時產生的α衰變特征：衰變譜為分立譜，可以是單能譜也可是多能譜。β衰變特征：β譜為連續譜。因為在β衰變中能量的分配是在子核、β粒子和中微子三者間進行的。它們間發射方向是任意的，各自所帶能量也不是固定的，從而構成了β粒子能量的連續性β-電子俘獲特征X射線:

俄歇電子:

正電子湮沒輻射:β+粒子被介質阻止而喪失動能時,將與介質中的電子結合,同時輻射出兩個方向相反,能量各為0.51Mev的光子,這種輻射稱為陽電子湮沒輻射。γ衰變特征：衰變譜為分立譜，可以是單能譜也可是多能譜。發射γ射線發射內轉換電子（或電子對）內轉換就是處于激發態的核直接把激發能交給核外某殼層。使之成為自由電子，稱為內轉換電子。

特征X射線俄歇電子同質異能躍遷有些核素在激發態存在時間較長（大于0.1秒）便可做為獨立核素。它們具有相同的質量數A和電荷數Z，故稱為同質異能素。能級遷躍的形式1.1.2、天然放射性核素一、成系列的天然放射性核素—鈾系、釷系、錒鈾系214At1.3s210Tl1.32m206Tl4.2mABCC”C’DEFE’G216At3.5×10-4sABC”CDC’216At1×10-4sABCC”C’鈾、釷系列核素衰變列的特點及規律：1)母體都為長壽元素，108～1010年。2)三個系列有一氣態元素，氡-222，氡-219，氡-220，半衰變分別為3.825天，3.96秒，54.5秒。3)鈾系氡的子體為固體沉積物，可分為長壽子體和短壽子體。4)三個系列最后都衰變為穩定的鉛的同位素。5)三個系列的核素原子質量數為:鈾系:4n+2(n=51-59);釷系4n(n=52-58),錒系:4n+3(n=51-58);6)各系列核素的半衰期,衰變常數見表中,需要記憶一些元素的半衰期。M=4n+1,n=51-58母體Np-93半衰期為:2.25×106年镎系不成系數的天然放射性核素核素豐度（%）半衰期（a）衰變類型能量（MeV）衰變產物粒子γ射線0.0121.27×109β-89%）K（11%）1.311.4627.854.6×1010β-0.280.0891.2×1011β-，K0.211.4360.78814.971.07×1011α2.23-2.603×1010β-0.420.3060.2020.08862.55×1010β-0.0025-人工放射性核素1.1.3放射性核素的射線譜一、概念射線譜：射線按其能量大小的分布，或各種能量的射線之集合，稱為射線譜。單色譜：衰變時所放出的射線若是單一能量的，叫單色譜，如137Cs的γ射線譜為0.661MeV的單色譜。復雜