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衰變常數

鎖定
衰變常數(decay constant),表徵放射性衰變統計規律的特徵量之一,表示某種放射性核素的一個原子核在單位時間內發生衰變的幾率。 [1] 
中文名
衰變常數
外文名
decay constant
表    徵
放射性衰變統計規律的特徵
物理意義
放射性元素衰變的幾率
學    科
核物理
單    位
s⁻¹ [2] 

衰變常數定義

衰變常數是各種放射性核素的特徵參數。與半衰期一樣是表示放射性元素衰變速度的一項指標。衰變常數(λ)與半衰期(T1/2)有下列關係:λ=0.693/T1/2;T1/2=0.693/λ。λ值愈大,放射性元素衰變愈快,半衰期愈短。對放射性核素的衰變現象進行觀察統計,實驗發現,用加壓、加熱、加電磁場、機械運動等物理或化學手段不能改變指數衰減規律,亦不能改變其衰變常數。這表明,放射性衰變是由原子核內部運動規律所決定的。 [3] 

衰變常數物理意義

它的物理意義就是在單位時間內每一個核的衰變幾率。每一種放射性核素都有它特定的衰變常數,λ數值大的放射性核素衰變得快,小的則慢。衰變常數的單位是s-1,例如,Co的衰變常數為4.439×10 s-1,而Ag的衰變常數則為4.73×10 s-1。由此可知,衰變常數也是用來表示放射性核素的特徵。

衰變常數計算方法

計算公式如圖1中1式,其中N(t)代表t時刻的原子核數目,λ代表衰變常數。
半衰期的換算關係如圖1中2式,其中T代表半衰期。
圖1 圖1

衰變常數衰變特性

放射性元素的原子核和普通元素的原子核顯著不同,在於它的核不穩定性,這些不穩定的核會自發地發生衰變,放出射線,轉變成其他元素的原子核。而核反應是原子核被一個粒子轟擊後放出一個或幾個粒子而轉變成另一個原子核的過程。所以説,核衰變是原子核的自發衰變,而核反應是原子核的受激衰變。核衰變的特點是:
1、核衰變是一個核內過程,僅決定於核本身的性質,任何外界作用,例如,温度、壓強、電磁場強弱等情況不能改變其放射性衰變的快慢。放射性元素衰變的快慢用半衰期τ=0.693/λ表徵,其中λ是衰變常數,亦是標誌放射性原子核衰變快慢的物理量。
2、核衰變是一個統計過程。不能預知它在什麼時刻衰變,而只能談它在某一瞬間發生某種衰變的幾率,衰變常數λ也是為此而引入的,用它來表示一個原子核在單位時間的衰變幾率和衰變快慢。但是,衰變常數並不等同於原子核的衰變率。原子的衰變率是隨時間變化的。
參考資料
  • 1.    魏娜麗. 重味介子衰變常數的計算及唯象研究[D].華中師範大學,2010.
  • 2.    中國核學會主編,中國核科學技術進展報告:中國核學會2009年學術年會論文集·第1卷 第5冊,原子能出版社,2010.11,第98頁
  • 3.    鄭明光,杜聖華編,壓水堆核電站工程設計,上海科學技術出版社,2013.01,第13頁