当前课程知识点：核辐射物理及探测学 > 第二章原子核的放射性 > 2.4 放射规律的一些应用 > 2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

返回《核辐射物理及探测学》慕课在线视频课程列表

2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定在线视频

2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

下一节:2.4.3 碳-14断代年代法

返回《核辐射物理及探测学》慕课在线视频列表

2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定课程教案、知识点、字幕

下面要介绍的内容

是我们放射源制备的过程里面

要考虑的一些内容

就是关于你制备放射源

需要多少时间

以及制备出来的这个放射源活度

究竟是多少

这样的一种情况

它的典型应用就是

在我们人工制造放射源的时候

需要确定制备源的活度

和最佳的制备时间

我们知道地球上

现在有近3000多种的放射性核素

当然大部分是人工制造出来的

还例如这个核燃料

钚-239 强中子物质锎-252 等等

这些核素

大部分是通过反应堆制备出来的

反应堆制备的话

我们想要用这个强中子流

去照射靶核

靶核俘获中子生成的

这种丰中子的核素

或者是中子引起的重核裂变

从裂变碎片里面

也可以得到放射性核素

或者是一些其它的中子核反应

也可以生成核素

当然除了这个中子核反应之外

也可以使用带电粒子

去轰击原子核

去通过核反应

去生成一些放射性核素的

如果在人工制备放射源的时候

带电粒子束

或者中子束的强度和能量

是一定的

所生产出来的

这个放射性核素的产生率

就是一定的

我们可以用一个表达式去

把产生率表示出来

它等于Nt·σ·Φ

Nt是总的靶核数

就是你放进去要用它来生产

放射性核素的原本的那个核素

它的一个总的数量

σ就是它们就是入射粒子

和这个核素发生作用的一个概率

Φ是单位面积单位时间

入射粒子的数量

这个我们叫核素的产生率

同时我们还要注意的是

我们生产的是一个放射性核素

这个放射性核素

从它一旦产生开始

它就要衰变

所以我们说

它同时又是一个衰变的过程

这样的话考虑两个方面

一个是产生

一个是衰变

所以我们可以写出

放射性核的数目

随着时间的变化率

它是两个部分之和

一个是产生率

一个是衰减率

所以我们可以写出来

这个就等于P-λN(t)

当然这个前面就是它的

随着时间的变化率

我们利用初始条件

就是t等于0的时候

N(t)等于0

就是一开始没有这个放射性核素

我们把这个方程解一下就可以解出来

N(t)等于P除以λ乘以

一个指数因子

这个指数是1-e^(-λt)

这个式子就是生产放射源的时候

放射性核的数目

随着时间的一个变化规律

当然我们可以写出生产出来的放射源

它的活度随着时间的变化规律

把那个λ乘过来就可以

所以得到了

活度随着时间的变化规律

是P(1-e^(-λt))

我们把1-e^(-λt)

定义为一个饱和因子

用S去表示它

我们来看一下

这个饱和因子

随着时间的变化规律

我们用一张表去描述一下

饱和因子随着时间的变化关系

这个表里面

第一行描述的是t除以T1/2

也就是看一下它是几个半衰期了

然后下面是S的数值

就是饱和因子的大小

我们会看到

1的时候当然就是

正好是一个半衰期的时候

饱和因子就是0.5

如果是五个半衰期的时候

我们看到饱和因子

就到了0.969

如果是七呢

7个半衰期

饱和因子就是0.992

这个地方我们会看到

也就是说如果你要

你生产出来的放射源的活度

达到P的99%

所对应的时间呢

正好是6到7个半衰期之间

差不多是6.65个半衰期

我们可以画出一条线来

横坐标是时间

纵坐标是所生产出来的

放射源的活度

我们会看到

不管我们增加多长的照射时间

我们所能得到的放射源的活度

总是小于P的

它趋近于P

但不能得达到P这样的一个数值

所以我们从这可以看出来

P就是我们能够得到的生产出来的

放射源的最大的活度

同时我们也可以知道

我们照射的时间

达到6个半衰期

或者7个半衰期

这样的一个长度就足够了

再后面你无论照射多长的时间

对于活度的增长都是没有意义的

所以这个地方

我们也可以知道了一个放射源

照射时间的一个最佳量

我们把上面我们得到的那个活度

随着造射时间的那个关系式

给它展开一下

就是把P写成Nt·σ·Φ这种形式

我们来看一下

决定我能够生产出来的

放射源活度的这个量究竟是谁

我们首先看最大活度

刚才说了就是P的数值

P=Nt·σ·Φ

也就是这个时候决定了

我能生产出来的放射源的

一个最大活度

照射时间呢

可以无限长的情况下

得到的也不可能比P更大

其实有的时候

我们说照射时间其实是有限的

也就是说根本就不可能让你达到

半衰期的6倍多一点

这样的一个时间

可能只是一个半衰期

或者是一个半衰期也不到

零点几个半衰期这样的一个情况

在这种情况下

1-e^(-λt)

事先就是一个确定的值了

人家给你照射的时间是确定的

t是一定的

λ原本就是知道的

所以这个数值已经知道

如果1-e^(-λt)已知了

然后我又想

得到一个某一个活度的放射源

也就是A本身

我事先也是确定好了的

这种情况下

我们知道就通过Nt

或者σ或者Φ

才能去达到这样一个关系式

在这个里面

我们说σ本身是一个作用的概率

它是由入射粒子

和靶物质的种类来决定的

这个是轻易很难调整的

Φ本身是由这个生产放射源的装置

来决定的

通常情况下也有一定的限制

所以我们会看到这个里面

容易调整的是Nt

也就是你放进去的那个物质的量

和它有关系

你放的多呢

最后生产出来的

放射源的活度就大

你要放进去的东西很少

生产出来的放射源的活度

就比较小

这个就是我们关于放射源

它的制备时间

和放射源活度确定的一个内容

所以这个里面

我们得到了一些基本的关系

这些基本的关系

在我们实际的应用中

可能对我们有一些指导的意义

这一节内容就到这里

核辐射物理及探测学课程列表：

第一章原子核的基本性质

-1.1 基础知识、常量与单位

--1.1.1 基础知识、常量与单位

-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语

--1.2.1 原子核的构成

--1.2.2 原子核的表示方法

--1.2.3 一些原子核相关的术语

-1.3 原子核的大小与稳定性规律

--1.3.1 原子核的大小

--1.3.2 核力的基本特性

--1.3.3 β稳定曲线及原子核的稳定性规律

--1.3.4 核势垒

-1.4 原子核的结合能

--1.4.1 质量亏损与质量过剩

--1.4.2 原子核的结合能与比结合能

--1.4.3 液滴模型

-1.5 原子核的自旋

--1.5.1 原子核的自旋

-1.6 原子核的磁矩与电矩

--1.6.1 原子核的磁矩

--1.6.2 原子核的电矩

-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态

--1.7.1 原子核的统计性质

--1.7.2 原子核的宇称

--1.7.3 原子核的能态

-课后作业--作业

第二章原子核的放射性

-2.1 放射性衰变的基本规律

--2.1.1放射性的发现

--2.1.2原子核的放射性

--2.1.3衰变纲图

--2.1.4放射性衰变的基本规律

--2.1.5描述放射性的特征量

--2.1.6 放射性活度、比活度、射线强度

-2.2 递次衰变规律

--2.2.1 递次衰变规律

--2.2.2 放射性平衡与逐代衰变

-2.3 放射系

--2.3.1 放射系

-2.4 放射规律的一些应用

--2.4.1 放射源活度修正和源性质分析

--2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

--2.4.3 碳-14断代年代法

--2.4.4 地质放射性鉴年法

--2.4.5 短寿命核素发生器

-课后作业--作业

第三章原子核的衰变

-3.1 原子核的衰变方式

--3.1.1 原子核的衰变方式

-3.2 α衰变

--3.2.1 α衰变的形式

--3.2.2 α衰变的特点

--3.2.3 α衰变的衰变能

--3.2.4 α衰变与核能级图

--3.2.5 α衰变的衰变常数

-3.3 β衰变

--3.3.1 什么是β衰变？

--3.3.2 中微子假说

--3.3.3 中微子的性质

--3.3.4 β-衰变

--3.3.5 β+衰变

--3.3.6 轨道电子俘获

--3.3.7 β衰变三种类型小结

--3.3.8 β衰变的费米理论与选择定则

--3.3.9 β能谱形状与库里厄图

--3.3.10 衰变常数与比较半衰期

-3.4 γ跃迁

--3.4.1 什么是γ跃迁？

--3.4.2 γ跃迁的多极性与主要特点

--3.4.3 γ跃迁几率与选择定则

--3.4.4 同质异能跃迁

--3.4.5 内转换

-课后作业--作业

第四章原子核反应

-4.1 核反应的概况

--4.1.1 原子核反应相关概念

--4.1.2 核反应中的第一

--4.1.3 核反应的分类

--4.1.4 核反应中的守恒定律

-4.2 核反应能和Q方程

--4.2.1 核反应能

--4.2.2 Q方程

--4.2.3 Q方程的应用

--4.2.4 实验室坐标系和质心坐标系

--4.2.5 核反应阈能

--4.2.6 L系和C系中出射角的关系

-4.3 核反应截面和产额

--4.3.1 核反应截面

--4.3.2 微分截面和角分布

--4.3.3 L系和C系中反应截面的关系

--4.3.4 反应产额

-4.4 反应机制及核反应模型

--4.4.1 核反应的三阶段描述和各截面的关系

--4.4.2 核反应的光学模型

--4.4.3 复合核模型

--4.4.4 共振和共振公式

--4.4.5 (n,γ)反应的1/v规律

-课后作业--作业

第六章射线与物质相互作用

-6.1 辐射与物质相互作用概述

--6.1.1 射线(辐射)及射线的分类

--6.1.2 带电粒子与物质原子的碰撞过程

--6.1.3 能量损失率、比能损失或阻止本领

-6.2 重带电粒子与物质的相互作用

--6.2.1 重带电粒子与物质相互作用的特点

--6.2.2 电离能量损失规律：Bethe公式

--6.2.3 对Bethe公式的讨论

--6.2.4 Bragg曲线与能量歧离

--6.2.5 能量损失的Bragg加法法则

--6.2.6 重带电粒子的射程及射程歧离

--6.2.7 阻止时间

-6.3 快电子与物质的相互作用

--6.3.1 快电子与物质相互作用的特点

--6.3.2 辐射能量损失规律

--6.3.3 快电子的能量损失率

--6.3.4 快电子的吸收与射程

--6.3.5 快电子的散射与反散射

--6.3.6 正电子湮没

--6.3.7 带电粒子与物质相互作用小结

-6.4 γ射线与物质的相互作用

--6.4.1 能谱的概念

--6.4.2 γ射线与物质相互作用的特点

--6.4.3 光电效应(物理、能量、截面)

--6.4.4 康普顿效应

--6.4.5 电子对效应

--6.4.6 三种效应的比较

--6.4.7 其他作用过程

--6.4.8 γ射线的衰减规律

--6.4.9 关于中子与物质相互作用的说明

-课后作业--作业

第七章辐射测量的数理统计基础

-7.1 统计学的基础知识

--7.1.1 伯努利实验

--7.1.2 二项分布

--7.1.3 泊松分布

--7.1.4 高斯分布

--7.1.5 串级变量

-7.2 放射性测量的统计误差

--7.2.1 核衰变数的涨落

--7.2.2 放射性测量的统计误差

-7.3 电离过程的涨落与法诺分布

--7.3.1 电离过程的涨落与法诺分布

-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

--7.4.1 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落

-7.5 时间间隔的统计分布

--7.5.1 相邻信号脉冲(或粒子)的时间间隔

--7.5.2 相邻“进位脉冲”的时间间隔

-课后作业--作业

第八章气体电离探测器

-8.1 气体中离子与电子的运动规律

--8.1.1 气体中离子与电子的运动规律

-8.2 电离室

--8.2.1 电离室的工作机制

--8.2.2 脉冲电离室及其输出信号

--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分：能量分辨率

--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分：饱和特性、坪特性等

--8.2.5 累计电离室

-8.3 正比计数器

--8.3.1 正比计数器的工作原理

--8.3.2 正比计数器的输出信号

--8.3.3 正比计数器的主要性能指标

-8.4 G-M计数管

--8.4.1 GM计数管的工作机制

--8.4.2 有机自熄GM计数管

--8.4.3 卤素自熄GM计数管

--8.4.4 自熄GM计数管的输出信号和主要性能指标

-8.5 气体探测器小结

--8.5.1 气体探测器小结

-课后作业--作业

第九章闪烁探测器

-9.1 闪烁体

--9.1.1 闪烁体及其分类

--9.1.2 闪烁体的主要物理特性

--9.1.3 闪烁光的收集

-9.2 光电倍增管

--9.2.1 光电倍增管及其主要性能

-9.3 闪烁探测器

--9.3.1 闪烁探测器输出信号的物理过程及输出回路

--9.3.2 闪烁探测器的输出信号

--9.3.3 闪烁探测器输出信号的涨落

-9.4 单晶闪烁谱仪

--9.4.1 单晶闪烁谱仪的构成和主要性能指标

-课后作业--作业

第十章半导体探测器

-10.1 半导体与半导体探测器

--10.1.1 半导体探测器及其基本特点

--10.1.2 半导体的基本性质

-10.2 PN结半导体探测器

--10.2.1 PN结半导体探测器的工作原理

--10.2.2 PN结半导体探测器的输出信号

--10.2.3 PN结半导体探测器的主要性能

-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器

--10.3.1 锂漂移半导体探测器

--10.3.2 高纯锗半导体探测器

--10.3.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器的性能与应用

-10.4 其他半导体探测器

--10.4.1 其他半导体探测器

-课后作业--作业

第十二章核辐射测量方法

-12.1 活度测量方法

--12.1.1 辐射测量关心的问题

--12.1.2 活度测量的相对法与绝对法

--12.1.3 影响活度测量的因素

--12.1.4 α放射性样品活度的测量

--12.1.5 β放射性样品活度的测量

-12.2 符合测量法

--12.2.1 什么是符合？

--12.2.2 真符合

--12.2.3 反符合

--12.2.4 延迟符合

--12.2.5 符合曲线

--12.2.6 偶然符合

--12.2.7 真偶符合比

-12.3 γ能谱解析

--12.3.1 γ能谱解析

-课后作业--作业

第十三章中子及中子探测

-13.1 中子的基本特性与分类

--13.1.1 中子的基本特性与分类

-13.2 中子源

--13.2.1 中子源

-13.3 中子与物质的相互作用

--13.3.1 中子与物质的相互作用

-13.4 中子探测的特点与探测方法分类

--13.4.1 中子探测的特点与探测方法分类

-13.5 常用的中子探测器

--13.5.1 常用的中子探测器

-课后作业--作业

2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航课程版权归原始院校所有，
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引，不提供在线课程学习和视频，请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。