[科普中国]-指数衰变律-

指数衰变率是指某一种放射性原子核的数目由于衰变按指数规律随时间的增长而减少。

衰变过程衰变过程首先是在原子核现象时发现的，实验发现，某些放射性元素（例如镭）放射出α粒子或β粒子后，就衰变为其他元素。

在粒子物理领域里，各种粒子间可发生几种不同类型的反应。具有一定寿命的不稳定粒子能够衰变为其他粒子，这就是高能粒子物理领域里广泛存在的衰变过程。

人们对各种衰变过程的研究表明，目前所观察到的所有的衰变现象都可归结为是由强相互作用或者电磁作用、弱作用引起的。例如ρ→2π，π0→2γ，n→ρ+e-+ve衰变分别由强作用、电磁作用和弱作用引起的，并且分别称它们为强衰变，电磁衰变和弱衰变。衰变粒子的寿命是与引起衰变的作用强度有关，一般来说作用越强寿命越短，作用弱些寿命就会长些，强衰变、电磁衰变和弱衰变的典型寿命分别为10-23s，10-15s和10-9s左右。

由于强作用，电磁作用和弱作用具有不用的对称性，因此，在它们引起的衰变过程中，要遵守各自的选择定则。

所以，对各种衰变过程的研究，不仅能研究衰变过程中产生的原因，而且也可以了解引起衰变的作用的性质。例如，对60CO的β衰变的研究，就证实了弱作用宇称不守恒的性质。1

指数衰变率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。即

N=N0e-λt

其中N0是衰变时间t=0时该放射性核的数目，N是t时刻该放射性核的数目，λ是衰变常数。

实验上主要的测定量是λ。由于测量放射性核的数目很不方便，人们一般测定单位时间内有多少核发生衰变，即衰变率，或叫放射性活度A，它的定义是

A≡-=A0e-λt

式中A0=λN0是t=0时的放射性活度。可见放射性活度和放射性核的数目都遵从同样的指数衰减规律，测定A即可求得λ和N。1

本词条内容贡献者为:

宋培峰 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心