环境样品放射性监测：衰变常数、半衰期和平均寿命

1.衰变常数：单个原子核在单位时间内发生衰变的概率，衰变常数用λ来表示，λ=ln2/T1/2=0.693/T1/2。每一种放射性核素都有它固定的衰变常数，λ数值大的放射性核素衰变得快，λ数值小的衰变得慢。衰变常数的因次是［秒］－1，例如镭-226的衰变常数是1.38×10-11/秒，而银-108的衰变常数是4.734×10-3/秒。

2.半衰期：在放射性衰变过程中，放射性母体同位素的原子数衰减到原有数目的一半所需要的时间称为半衰期，记作T1/2，国际单位为秒，符号s。半衰期是放射性同位素衰变的一个主要特征常数，它不随外界条件、元素状态或质量变化而变，放射性同位素的半衰期的长短差别很大，短的仅千万分之一秒，长的可达数百亿年，半衰期愈短的同位素，放射性愈强。半衰期与衰变常数的关系：

在理论上还常常用平均寿命这个术语，这里用符号τ来代表。它的物理意义是母体原子在衰变前的平均存在时间。它与衰变常数的关系式为：

即平均寿命刚好为衰变常数的倒数。衰变常数与半衰期的关系式为：

半衰期是在实际工作中用来表示放射性核素衰变速率的指标。在核医学中，常用的半衰期有物理半衰期、生物半衰期和有效半衰期。

（1）物理半衰期

在单一的放射性衰变过程中，放射性活度降至其原有值的一半时所需要的时间，称为物理半衰期，简称半衰期（T1/2）。(www.xing528.com)

半衰期与衰变常数的关系如下：

由上式可以看出，半衰期与衰变常数成反比，核素的衰变常数越大，其半衰期越短。各种放射性核素的半衰期长短不一。长的可达1010年，短的仅有10-10秒。

（2）生物半衰期和有效半衰期

生物半衰期是指当某生物系统中，某种指定的化学元素的排出速率近似地指数规律减少时，由于生物过程致使该元素在此系统中的量减少一半所需的时间。有效半衰期（Te）是指当某生物系统中，某种指定的放射性核素的量，由于放射性衰变和生物排出的综合作用，而近似地按指数规律减少时，该核素的数量减少一半所需的时间。生物半衰期和有效半衰期表明放射性核素被引入人体或动物体内时，原子核的数量一方面按衰变规律减少，另一方面还会通过生物代谢排出体外。

3.平均寿命：用来量度衰变的快慢，指原子核在衰变前平均经历的时间，简称寿命。用τ来表示，τ=1/λ=T1/2/ln2。

4.放射性活度：单位时间内衰变掉的放射性核的数目称为放射性活度，简称活度，常用A表示。A=-dN/dt=λN，或者A=A0e-λt。放射性活度随时间的衰减服从指数规律。放射性活度的SI单位为贝克勒尔，简称贝可，可用Bq表示，1Bq等于每秒一次衰变：1Bq=1s-1。世界上最早用1g226Ra（不包括它的子体）的活度为单位，称为居里，记为Ci，1Ci=3.7×1010Bq=37GBq。