2.3-人工放射性的生长

2.32.32.32.3人工放射性生长人工放射性生长人工放射性生长人工放射性生长放射性的应用很广泛，这里只讨论衰变规律放射性的应用很广泛，这里只讨论衰变规律放射性的应用很广泛，这里只讨论衰变规律放射性的应用很广泛，这里只讨论衰变规律本身的应用例子。本身的应用例子。本身的应用例子。本身的应用例子。3333....放射源活度修正放射源活度修正放射源活度修正放射源活度修正2222....确定放射源活度和制备时间确定放射源活度和制备时间确定放射源活度和制备时间确定放射源活度和制备时间4444....确定放射源性质确定放射源性质确定放射源性质确定放射源性质5555....短寿命核素发生器短寿命核素发生器短寿命核素发生器短寿命核素发生器1.1.1.1.放射性核素制备方法放射性核素制备方法放射性核素制备方法放射性核素制备方法1.1.1.1.放射性核素制备方法放射性核素制备方法放射性核素制备方法放射性核素制备方法典型应用：在人工制备放射源时，确定制备的源的典型应用：在人工制备放射源时，确定制备的源的典型应用：在人工制备放射源时，确定制备的源的典型应用：在人工制备放射源时，确定制备的源的活度活度活度活度和和和和最佳制备时间最佳制备时间最佳制备时间最佳制备时间。。。。地球上的地球上的地球上的地球上的1600160016001600多种放射性核素大部分是人工制造的，多种放射性核素大部分是人工制造的，多种放射性核素大部分是人工制造的，多种放射性核素大部分是人工制造的，如：核燃料如：核燃料如：核燃料如：核燃料239239239239PuPuPuPu，强中子物质，强中子物质，强中子物质，强中子物质252252252252CfCfCfCf等。等。等。等。反应堆制备反应堆制备反应堆制备反应堆制备((((丰中子核素丰中子核素丰中子核素丰中子核素))))：：：：强中子流照射靶核，靶核俘获中子生成放射性核；强中子流照射靶核，靶核俘获中子生成放射性核；强中子流照射靶核，靶核俘获中子生成放射性核；强中子流照射靶核，靶核俘获中子生成放射性核；反应堆中子引起重核裂变，从裂变碎片中提取放射反应堆中子引起重核裂变，从裂变碎片中提取放射反应堆中子引起重核裂变，从裂变碎片中提取放射反应堆中子引起重核裂变，从裂变碎片中提取放射性核素。性核素。性核素。性核素。加速器制备加速器制备加速器制备加速器制备((((缺中子核素缺中子核素缺中子核素缺中子核素))))：：：：主要通过带电粒子核反应获得反应生成核。主要通过带电粒子核反应获得反应生成核。主要通过带电粒子核反应获得反应生成核。主要通过带电粒子核反应获得反应生成核。若在人工制备放射源时，带电粒子束或中子束的若在人工制备放射源时，带电粒子束或中子束的若在人工制备放射源时，带电粒子束或中子束的若在人工制备放射源时，带电粒子束或中子束的强强强强度度度度是一定的，则是一定的，则是一定的，则是一定的，则放射性核素的产生率放射性核素的产生率放射性核素的产生率放射性核素的产生率PPPP也也也也是恒定的，而是恒定的，而是恒定的，而是恒定的，而源在制备过程中源在制备过程中源在制备过程中源在制备过程中同时又在衰变同时又在衰变同时又在衰变同时又在衰变。。。。))))(((())))((((ttttNNNNPPPPdtdtdtdtttttdNdNdNdNλλλλ−−−−====))))1111(((())))((((tttteeeePPPPttttNNNNλλλλλλλλ−−−−−−−−====因此放射性核素的变化率为因此放射性核素的变化率为因此放射性核素的变化率为因此放射性核素的变化率为::::利用初始条件利用初始条件利用初始条件利用初始条件tttt=0=0=0=0时时时时，，，，NNNN((((tttt)=0)=0)=0)=0，解方程得：，解方程得：，解方程得：，解方程得：2.2.2.2.确定放射源活度和制备时间确定放射源活度和制备时间确定放射源活度和制备时间确定放射源活度和制备时间若要若要若要若要A(t)A(t)A(t)A(t)达到达到达到达到PPPP的的的的99999999％％％％，则需要时，则需要时，则需要时，则需要时间为间为间为间为t=6.65Tt=6.65Tt=6.65Tt=6.65T1/21/21/21/2。。。。))))1111(((())))((((tttteeeePPPPttttAAAAλλλλ−−−−−−−−====则则则则活度活度活度活度为：为：为：为：定义：定义：定义：定义：饱和因子饱和因子饱和因子饱和因子SSSS，，，，teSλ−−=1人工放射性生长曲线人工放射性生长曲线人工放射性生长曲线人工放射性生长曲线人工放射性活度随时间的变化人工放射性活度随时间的变化人工放射性活度随时间的变化人工放射性活度随时间的变化：：：：0.9850.9690.9380.8750.7500.5000.293A/P6543210.5t/T1/23.3.3.3.放射源活度修正放射源活度修正放射源活度修正放射源活度修正典型应用：典型应用：典型应用：典型应用：已知已知已知已知一个放射源一个放射源一个放射源一个放射源某时的活度某时的活度某时的活度某时的活度，，，，求现在的活度求现在的活度求现在的活度求现在的活度。。。。根据：根据：根据：根据：tttteeeeAAAAttttAAAAλλλλ−−−−====))))0000(((())))((((若放射源已知，则若放射源已知，则若放射源已知，则若放射源已知，则λλλλ已知，根据已知条件已知，根据已知条件已知，根据已知条件已知，根据已知条件A(0)A(0)A(0)A(0)和和和和tttt可以求出现在或某时该源的可以求出现在或某时该源的可以求出现在或某时该源的可以求出现在或某时该源的活度活度活度活度。。。。例例例例::::单一放射性核素单一放射性核素单一放射性核素单一放射性核素137137137137CsCsCsCs，，，，1992199219921992年年年年9999月月月月18181818日日日日制备制备制备制备时的质量为时的质量为时的质量为时的质量为m=2m=2m=2m=2××××10101010––––5555gggg。已知。已知。已知。已知137137137137CsCsCsCs的原子量的原子量的原子量的原子量MMMM=136.907=136.907=136.907=136.907，半衰期，半衰期，半衰期，半衰期TTTT1/21/21/21/2=30.17=30.17=30.17=30.17年年年年，请计算该源，请计算该源，请计算该源，请计算该源今天的放射性活度。今天的放射性活度。今天的放射性活度。今天的放射性活度。先来计算先来计算先来计算先来计算1992199219921992年源年源年源年源制备时的制备时的制备时的制备时的137137137137CsCsCsCs核数核数核数核数，解：解：解：解：根据：根据：根据：根据：()()()()()()()()AtNtAtNtAtNtAtNtλλλλ====1623510797.8907.13610022.6102)0(=×==−MNmNA×××1992199219921992年年年年137137137137CsCsCsCs源的源的源的源的放射性活度放射性活度放射性活度放射性活度：：：：当前当前当前当前137137137137CsCsCsCs源的源的源的源的放射性活度放射性活度放射性活度放射性活度：：：：137137137137CsCsCsCs的的的的衰变常数衰变常数衰变常数衰变常数：：：：137137137137CsCsCsCs源经过源经过源经过源经过20202020年，其放射性活度减弱为原来年，其放射性活度减弱为原来年，其放射性活度减弱为原来年，其放射性活度减弱为原来的的的的63636363％。％。％。％。11011101110111011/21/21/21/20.6930.6930.6930.6930.6930.6930.6930.6930.0237.29100.0237.29100.0237.29100.0237.291030.1730.1730.1730.17asasasasTTTTλλλλ−−−−−−−−−−−−====×====×====×====×10167101671016710167(0)(0)7.29108.797106.4110(0)(0)7.29108.797106.4110(0)(0)7.29108.797106.4110(0)(0)7.29108.797106.4110ANBqANBqANBqANBqλλλλ−−−−==×××=×==×××=×==×××=×==×××=×70.02320770.02320770.02320770.023207()(0)6.41104.0410()(0)6.41104.0410()(0)6.41104.0410()(0)6.41104.0410ttttAtAeeBqAtAeeBqAtAeeBqAtAeeBqλλλλ−−×−−×−−×−−×==××=×==××=×==××=×==××=×4.4.4.4.确定放射源性质确定放射源性质确定放射源性质确定放射源性质典型应用：在人工制备放射源时，确定其典型应用：在人工制备放射源时，确定其典型应用：在人工制备放射源时，确定其典型应用：在人工制备放射源时，确定其组组组组成成成成是很重要的，因这和其放射性是很重要的，因这和其放射性是很重要的，因这和其放射性是很重要的，因这和其放射性活度活度活度活度及及及及辐射的辐射的辐射的辐射的粒子粒子粒子粒子密切相关。密切相关。密切相关。密切相关。这个过程会达到这个过程会达到这个过程会达到这个过程会达到长期平衡长期平衡长期平衡长期平衡，平衡后，原，平衡后，原，平衡后，原，平衡后，原纯纯纯纯90909090SrSrSrSr源源源源，，，，变为变为变为变为90909090Sr(Sr(Sr(Sr(锶锶锶锶))))和和和和90909090Y(Y(Y(Y(钇钇钇钇))))共存的源共存的源共存的源共存的源，并以母，并以母，并以母，并以母核的半衰期衰变。这时源活度是纯核的半衰期衰变。这时源活度是纯核的半衰期衰变。这时源活度是纯核的半衰期衰变。这时源活度是纯90909090SrSrSrSr源的源的源的源的两两两两倍倍倍倍，发射的粒子能量也有了变化，发射的粒子能量也有了变化，发射的粒子能量也有了变化，发射的粒子能量也有了变化。。。。Zr(Zr(Zr(Zr(锆锆锆锆))))由于：由于：由于：由于：))))((((909090904040404064646464,,,,90909090393939391111....28282828,,,,9090909038383838稳定稳定稳定稳定ZrZrZrZrYYYYSrSrSrSrhhhhaaaa⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→→→→⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→→→→⎯⎯⎯⎯−−−−−−−−ββββββββSrSrSrSr9090909038383838例如要制备例如要制备例如要制备例如要制备放射源，放射源，放射源，放射源，5.5.5.5.短寿命核素发生器短寿命核素发生器短寿命核素发生器短寿命核素发生器核医学、放射医学等需要核医学、放射医学等需要核医学、放射医学等需要核医学、放射医学等需要短寿命短寿命短寿命短寿命的放射性核素，如的放射性核素，如的放射性核素，如的放射性核素，如99m99m99m99mTc(Tc(Tc(Tc(锝锝锝锝))))((((TTTT1/21/21/21/2=6.02=6.02=6.02=6.02hhhh))))、、、、113m113m113m113mIn(In(In(In(铟铟铟铟))))((((TTTT1/21/21/21/2=104=104=104=104mmmm))))等。等。等。等。问题是：问题是：问题是：问题是：如何将生产的这些短寿命放射性核素运输如何将生产的这些短寿命放射性核素运输如何将生产的这些短寿命放射性核素运输如何将生产的这些短寿命放射性核素运输到医院等需要使用它