原子核物理课件3.ppt

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1、2。5g衰变（或跃迁），衰变之后的原子核处于激发态，退激时发射g射线。g射线是高能光子流。能量：~MeVX射线能量：KeV可见光能量：eV1衰变纲图60Co（T=5.27Y）b-0.309MeV(100%)2.5MeV1.33MeV060Nig1g260Co是放射性疗法治疗肿瘤的主要放射源。2g衰变内转换：内转换电子DE>2mec2=1.02MeV正负电子对但自由空间一个光子不能产生电子对正负电子对：虚过程3自由空间单个光子不能产生正负电子对！No！运动参照系m>meNo！电子对质心参照系P=0!4物质对射线的作用1）光电效应：光子打出原子的外层电子，

2、电子被发射出来或在物质内部运动。2）康普顿效应：光子和电子弹性碰撞。3）电子对产生：光子的能量大于1.02MeV，在物质中产生正负电子对。但自由空间一个光子不能产生电子对。5光子在物质中衰减I0Id吸收系数电子对康普顿光电E吸收系数6光子的测量光子产生的光电子，康普顿电子在高压下形成电脉冲，得到光子的信号。目前的方法有NaI晶体，BaF晶体，闪烁体等。光电倍增管NaI前置放大器7选择定则电多极跃迁（EL）：E1，E2，E3，…，由电荷分布引起。磁多极跃迁（ML）：M1，M2，M3，…，由电流和磁矩引起。光子L=1，2，3，…，最小为1。多极2L：偶极，四极

3、，八极，…辐射几率：IiIfL8L=1:宇称其他L:IiIfL9Examples:练习：1060Co（T=5.27Y）b-0.309MeV(100%)2.5MeV，4+1.33MeV，2+0，0+60Ni??59MeV,2+0,5+?112.6穆斯堡尔效应同一种原子核。如，铁-57的14.4KeV光子激发基态铁原子，应该有共振吸收。但是，实际的情况是No！122meV/14.4keV~1/10000000！反冲能量：E13能级宽度GIhv热运动还会使能级进一步展宽。ER比G大得多！14IhvER吸收ER发射能量差2ER!15由于g射线的能量很高（MeV），

4、发射和吸收时原子核都会强烈反冲，消耗掉部分能量，导致共振吸收不能发生。穆斯堡尔效应:g射线的无反冲吸收。穆斯堡尔发现，把放射性原子核以及吸收体分别植入晶体，使放射性原子核和吸收体分别与晶体成为一个整体，质量大大增加，反冲能大大减小了，共振吸收现象出现(1961Nobelprize)。16b-191Os191Ir最早的Mossbauer效应放射源。锇191191Ir植入晶体吸收体17运动的g源产生多普勒效应，引起频率的改变。Detector191Ir191OsPb穆斯堡尔谱仪：18已经无反冲：Ihvuu的量级为~mm/s.u(mm/s)透射率Detector1

5、91Ir191OsPb吸收发射发射发射发射发射发射19Fe的核能级结构14.4KeV透射率-8-6-4-202468u(mm/s)电四极矩引起的分裂20目前，用57Fe的14.4keV谱线，测出共振宽度为9.310-9eV,能量分辨率为10-13!广义相对论的引力红移:10-10eV.hvhv’太阳光，白矮星的光可观察到引力红移。地球表面也有引力红移现象，GPS.212。7放射系一些放射性重元素发生接连衰变形成放射系。自然界里有三类天然的放射系：铀系，钍系，锕系。见P317图5-13。这些放射性元素的寿命很长，与地质年代差不多。2。8核素分布图N=ZZNb稳

6、定线Z越大，中子数越多过质子数，目的是为了屏蔽质子的库仑排斥。在b稳定线以上（下）的元素有b+（b-）放射性。222.9放射性的应用示踪原子，农业，半导体中杂质的扩散，人体的生理生化过程，。。。辐照：保鲜，辐照育种，g无损探伤，放射性治疗肿瘤。放射性断代技术。比如，14C鉴年法。大气层中，14C有一个稳定的含量：14C:12C=1.310-12（测定）.这是由于宇宙射线中的质子在大气中产生中子，23