核辐射物理及探测学_3-小结.pptx

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1、1/15小结：原子核的衰变什么是原子核衰变？原子核自发地发生转变，形成更稳定核素的过程，称之为原子核的衰变。为什么会发生原子核衰变？核素总是向能态最稳定，静止质量最小的方向转变。原子核衰变的形式都有哪些？α、β、γ衰变，以及发射质子、中子的衰变，还有自发裂变等。其中α、β和γ衰变是最主要的三种。2/15α衰变发生的条件是什么？α衰变的产物是什么？什么样的原子核能够发生α衰变？α衰变的产物是子核和α粒子。质量数较大(A>140)的核素能够发生α衰变，(N<82)的只有少数核能够发生α衰变。3/15决定α衰变快慢的因素有哪些？粒子穿透势垒

2、的概率为：α衰变的能量，势垒高度、厚度另外:α粒子的形成因子对于非偶偶核来说，还有考虑母核与子核之间的角动量差所形成的离心势造成的势垒增厚问题。还要考虑α衰变中的禁戒问题。4/15β衰变有几种类型？其各自的衰变产物是什么？β－、β＋衰变和EC（轨道电子俘获）。衰变：衰变：轨道电子俘获：5/15β衰变发生的条件是什么？发生衰变的条件发生＋衰变的条件发生轨道电子俘获的条件6/15β+衰变和EC能否同时发生？这两种衰变发生的相对概率什么？二者可以同时发生。当满足+衰变条件时，也可能发生轨道电子俘获。轻核衰变能较大，+几率远大

3、于俘获几率；重核衰变能较小，俘获几率远大于+几率；中等质量核，+衰变和俘获同时发生。7/15什么是β衰变的费米理论？质子和中子是核子两种不同的量子态，衰变是核中质子和中子两种量子态之间的跃迁；在核子两种量子态跃迁过程中放出电子和中微子，电子和中微子是核子不同状态跃迁的产物；衰变中放出电子和中微子，是由于电子-中微子场与原子核的相互作用为弱相互作用，半衰期比电磁相互作用要长得多。8/15决定β衰变快慢的是什么？跃迁级次的物理意义是什么？跃迁矩阵元的大小、末态数决定了β衰变的快慢母核、子核波函数的相似程度。镜像核：超允许跃迁母核、子

4、核的自旋、宇称对跃迁级次(轻子轨道角动量)的选择9/15β粒子和中微子的波函数做球面波分解因为，所以，第一个非0最低阶项对β跃迁做主导贡献跃迁类型ΔIΔπ0允许0,±1+11一级禁戒0,±1,±2-12二级禁戒±2,±3+1nn级禁戒±n,±(n+1)(-1)n10/15衰变常数与比较半衰期？费米积分10~13二级禁戒跃迁4.4~6.0允许跃迁15~18三级禁戒跃迁6~10一级禁戒跃迁2.9~3.7超允许跃迁logfT1/2衰变方式11/15什么是γ跃迁？原子核通过发射光子或内转换电子从激发态跃迁到较低能态的过程，称为跃迁，也称为

5、衰变。α、β、γ衰变中宇称分别是否守恒？β衰变宇称不守恒，α、γ衰变守恒γ跃迁包含哪些种类的跃迁？其含义是什么？电多极跃迁：电荷分布变化导致的电磁辐射。磁多极跃迁：电流分布变化导致的电磁辐射。12/15γ跃迁级次的物理意义是什么？决定γ跃迁概率的因素是什么？γ跃迁的级次反映了γ光子带走的角动量。决定γ跃迁概率的因素：随L（跃迁级次）的增大而迅速减小，高级次比低级次跃迁概率小三个量级。同级次的电多极比磁多极跃迁概率高2～3个量级。γ光子的能量越高，跃迁概率越大，λ∝E2L+1。13/15什么是同质异能跃迁？产生同质异能跃迁的原因是什么？同

6、质异能素发生的γ跃迁称之为同质异能跃迁。形成同质异能跃迁的原因：同质异能态的角动量与基态的角动量之差较大。同质异能态的能量与基态的能量之差较小。14/15什么是内转换电子？内转换过程和γ跃迁之间是什么关系？什么条件有利于内转换电子的产生？内转换系数随Z3增加。内转换系数随着衰变能的增加而迅速降低。内转换系数随跃迁级次的升高而迅速增大。外部壳层电子的内转换系数随着1/n3（n>1）的规律下降。15/15衰变类型衰变能增大要求带走角动量增大α衰变加快衰变减慢β衰变加快衰变减慢γ衰变加快衰变减慢为什么很难有单纯的γ源？γ跃迁和它的前级α衰变或

7、β衰变之间是一个什么样的平衡关系？为什么γ源的光子能量都不会很高？这三种衰变与反应能、角动量之间的关系？