环境样品放射性监测与分析：放射性衰变规律及衰变常数

放射性衰变是一种随机事件，各个原子核的衰变彼此独立。每一种放射性核素均有其特征的衰变规律，放出的射线（粒子）种类、能量和衰变速率均不相同，但其衰变动力学有共同遵循的规律。对于放射性核素而言，虽然所有的核都可能发生衰变，而且就单个核来说衰变是偶然而无规律的，但是通过对由大量原子所组成的放射性样品进行的研究表明，其衰变是遵循一种普遍的衰变规律进行的，即各种放射性核素其总放射性核的数目（N）都随时间（t）按照指数规律衰减。例如：假设某种放射性核素含有N个原子，由于不断衰变，母体原子的数量逐渐减少，若在时间dt内衰变的原子数为dN，实验证明dN与当时存在的母体核素N和时间间隔dt成正比。

式中的负号表示母体核数量随时间的增长而减少。λ称为衰变常数，是放射性核素的重要物理特征参数，每种放射性核素都有自己固定的衰变常数。其定义是：某种放射性核素的一个核在单位时间内进行自发衰变的概率。(www.xing528.com)

放射性衰变遵从指数衰变规律。放射性核是一个量子体系，核衰变是一个量子跃迁过程，遵从量子力学的统计规律，也就是说，对于任何一个放射性核，发生衰变的时刻完全是偶然的，不能预料，而大量放射性核的集合作为一个整体，衰变规律是十分确定的。设t=0时刻的放射性核数为N0，t时刻放射性核数为N，则指数衰变规律为N=N0e-λt，式中λ称为衰变常数，表示单位时间内放射性核的衰变概率，它反映了放射性核衰变的快慢。λ值越大，衰变越快；反之则相反。实际中常用半衰期T1/2或平均寿命τ来反映衰变的快慢。半衰期是放射性核衰变掉一半所需的时间；平均寿命是指不同核衰变有早有晚，完全是偶然事件，对于全部核的寿命取平均得平均寿命。