原子核衰变ppt课件.ppt

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1、原子核衰变放射性衰变的基本规律衰变衰变衰变穆斯堡尔效应放射性衰变基本规律核衰变原子核是一个量子体系，核衰变是一个量子跃迁过程。对一个特定的放射性核素，其衰变的精确时间是无法预测的；但对足够多的放射性核素的集合，其衰变规律是确定的，并服从量子力学的统计规律。放射性衰变基本规律指数衰变律l衰变常数：一个原子核在单位时间内发生衰变的几率衰变常数与外界条件（温度、压力、磁场等）几乎无关放射性衰变基本规律半衰期60Co的半衰期为5.27a;238U的半衰期为4.5109a放射性衰变基本规律平均寿命平均寿命表示：经过

2、时间以后，剩下的核素数目为初始核素数目的37%高速粒子：放射性衰变基本规律放射性强度：单位时间内物质发生衰变的原子核数放射性强度单位：1居里（Ci）=3.71010次核衰变/秒1毫居=0.001居里，1微居=0.001毫居1贝克勒（Bq）=1次核衰变/秒1g226Ra的放射性强度近似为1居里放射性衰变基本规律射线的物质效应：射线对物质的效应不仅取决于放射性物质本身的强弱，还取决于所释放的射线的特性及接受射线的材料的性质。物质效应单位：1伦琴（R）=使1kg空气中产生2.5810-4库仑电量的辐射量1拉德（ra

3、d）=1g受辐照物质吸收100erg的辐射能量1戈瑞（Gr）=1kg受辐照物质吸收1J的辐射能量比放射性：A’=A/m(单位质量的放射性强度）放射性衰变基本规律半衰期测量斜率法：中等寿命的放射性元素直接法：长寿命的放射性元素平衡关系测量法：短寿命的放射性元素放射性衰变基本规律级联衰变规律放射系A=4nA=4n+2钍系铀系放射性衰变基本规律锕系镎系A=4n+3A=4n+1放射性衰变基本规律级联衰变公式对于简单的级联衰变：ABC放射性衰变基本规律放射性衰变基本规律放射性衰变基本规律放射性平衡久期平衡：A<<B

4、,TA>>TB寿命测量短寿命核素的保存：母体+子体放射性衰变基本规律暂时平衡（准平衡）：A<B,TA>TB放射性衰变基本规律同位素生产同位素生产量：放射性强度：衰变衰变的能量条件衰变方程：能量守恒方程：衰变能：能量条件：衰变动量守恒条件：衰变衰变的经验定律Geiger-Buttall关系：改进的经验定律：衰变衰变的基本理论遂穿几率：改进的经验定律衰变在E<

5、。分衰变常数：衰变衰变:核电荷数1，核子数不变。-衰变、+衰变和轨道电子俘获-衰变的能量条件：衰变氚的-衰变：纲图规则：Z小左画，Z大右画3H(T=12.33a)-18.6keV(100%)3He衰变+衰变的能量条件：衰变13N的+衰变：轨道电子俘获：13N(T=9.96min)2mec2+1.19(100%)13C衰变当WK/c2>MX-MY>WL/c2时，K俘获不能发生，而发生L俘获；2mec2>>Wi，+衰变的原子核，总可以发生电子俘获；但发生电子俘获的原子核不一定发生+；

6、轨道电子俘获将伴随X射线或Auger电子产生；K壳层靠近原子核，所以K俘获几率最大；K俘获与Z3成正比，Z越大，K俘获越容易发生。轻核K俘获几率很小，中等核EC俘获和+衰变同时存在，重核EC俘获占优势衰变64Cu(T=12.7h)-0.573(40%)+0.66(19%)EC1.68(40.4%)EC0.34(0.6%)1.3464Zn64Ni2mec2衰变中微子假说-衰变的能量谱是连续的，而原子核是量子体系；测不准关系不允许核内有电子，-衰变过程中的电子是如何产生的？-衰变过程中的能量守恒关系

7、是如何满足的？NEmE衰变1930年Pauli指出：“只有假定在-衰变过程中，伴随每一个电子有一个轻的中性粒子（中微子）一起被发射出来，使中微子和电子的能量和为常数，才能解释连续谱。”例如：衰变能量守恒：中微子和电子的能量和为常数电荷守恒：中微子的电荷为0角动量守恒：中微子的自旋为1/2伴随电子产生的中微子：ve子衰变产生的中微子：v重轻子子衰变产生的中微子：v中微子的质量：mv<10eV衰变-衰变的费米理论费米认为：正像光子是原子不同状态之间跃迁的产物，中微子是原子核中质子和中子之间转换

8、产生的。导致光子产生的是电磁相互作用，而导致中微子产生的是弱相互作用。-衰变概率公式：中微子被质子的俘获截面：（1.100.26)10-43cm2衰变-衰变的跃迁规则根据-衰变的费米理论：电子和中微子的平面波近似：衰变分波展开：衰变-衰变的分类：l=0项有贡献,允许跃迁l=n-1项没有贡献，l=n项有贡献,n级禁戒跃迁选择定则：有母核和子核的自旋和宇称