放射性是原子核或能态发生自发核转变的一种现象。核转变是一种随机过程,会发射射线、
射线(电子)或
射线(正电子)和/或
、
射线(光子)。这一随机过程会涉及整个原子,引起原子的子壳层结构变动,发射或俘获子壳层的电子,同时发射低能光子。
放射性的量和单位
描述辐射场中辐射作用于物质时的能量传递及受照物质内部变化的程度和规律的物理量及单位。
- 英文名称
- quantities and units in radioactivity
- 所属学科
- 仪器科学与技术
核素是原子核中包含特定数量质子和中子的一种原子。不稳定的核素,将自发转变成另一种稳定的或不稳定的核素,或者跃迁到同种核素的低能态,同时发射、
、
和/或
射线,被称作放射性核素。
国际辐射单位与测量委员会(ICRU)通过85号报告,定义了3个与放射性相关的物理量,分别是衰变常数、活度和空气比释动能率常数。
衰变常数指某一特定能态放射性核素的衰变常数是
除以
的商,即
。式中,
是
时间间隔内发生自发转变的某能态原子核的平均数量。衰变常数的单位是秒-1。
通常被称为放射性核素半衰期,符号为
,表示某一放射性核素的原子数衰减到其初始数量一半所需的平均时间。
活度表示某一时刻处于某一特定能态的某种放射性原子核的数量,等于
除以
的商,即
;此处
是
时间间隔内发生自发转变的原子核的平均数。活度的单位是秒-1,专用名贝克勒尔(Bq)。处于某一特定能态的放射性原子核的数
,等于该能态下的衰变常数
与原子数
的乘积,即
。
发射光子的某种放射性核素的空气比释动能率常数等于
除以
的商,即
;
是活度为
的该种核素点源,产生的能量大于
的光子在真空中与点源距离为
处产生的空气比释动能率。空气比释动能率常数的单位为米2˙焦耳˙千克-1。如果采用单位的专用名戈瑞(Gy)和贝克勒尔(Bq),空气比释动能率常数的单位写作m2GyBq-1s-1。
以上定义中的光子包括射线、特征
射线和内部内轫致辐射。空气比释动能率常数,作为放射性核素的一种特性,依据理想的点源来进行定义,严格来说不能应用于具有一定尺度的放射源,因为具有一定大小的源存在射线的吸收与散射,并可能产生湮灭辐射和外部散射;许多情况下,对这些过程进行校正。源和测量点之间的任何介质都将引起射线的散射和吸收,都需要进行校正。
值的选择依赖于具体应用。为了简化符号并保证一致性,推荐
值用千电子伏特表示。如
表示光子截止能量为5千电子伏特的空气比释动能率常数。