- 1、本文档共36页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
第十章 核素的相互作用
核素是由A个核子(Z,A)组成的束缚系统,它是研究核子之间相互作用的一个重要实验
室,通过核力(QCD力的剩余)、电磁力和弱力作用的平衡,不稳定的核素可以通过衰变(α
βγ-衰变)到稳定或较稳定的核素。以轻子、强子(介子、重子)为探针以及核-核碰撞
激发产生不同的核素(核物质状态),观测不同核素(核物质状态)的演化,从而揭示核子-
核子之间相互作用的性质。和粒子的相互作用相比,核素相互作用更加复杂,因为后者是一
个多体几种相互作用并存的复杂体系。但是,从根本上而论,它们的相互作用是基于组成核
素的最基本的夸克(胶子)的强、弱和电的相互作用。核素的相互作用和粒子的相互作用一
样都应服从第五、第六章讨论的守恒定律。本章分两部分介绍:核素的衰变;不同核物质态
的制备和它们的特性。
10.1
10.1
§1100..11 核素的衰变
10.1.1 α
10.1.1 α
1100..11..11 核素αα衰变
其衰变方程写为:
A A−4 4
X→ Y+ He
Z Z−2 2
从能动量守恒要求,α放射性核素必需满足,
M −M −M ≡Q 0
X Y α α (10.1)
∆(Z,A)−∆(Z−2,A−4)−∆(2,4) 0
Qα为α衰变的衰变能。 △(Z,A), △(Z-2,A-4)和△(2,4)分别是衰变母核素(X)、子核
素(Y)和氦核素的质量差额。(见附录B),如果子核素(或者母核素)处在激发态,式(10.1)
中的△应加上其激发能。
衰变能Qα由子核素和α粒子按动量守恒关系来分配,
A−4 4
E ~ Q ; E ~ Q (10.2)
α α Y α
A A
核素体系的能量状态是分立的,对于确定能量状态的母核素和子核素,Qα为固定的,因此
238
核素α衰变发射的α粒子能量是确定的,α谱是分立的谱。图10.1为核素 U通过α衰变
234
到子核素 Th的衰变纲图,水平横线表示核素的某种激发态,线的右边的数字表示激发能
P
(keV)左边表示该能级的自旋宇称J。图中Qα是母核素基态到子核素基态的衰变能,由
公式10.1计算得到。根据式10.2计算衰变到基态发射的α粒子的动能E。计及子核素第
0
一、第二激发态的能量,由式10.1、10.2可以计算得到母核素到子核素的第一、第二激发
态衰变发射的α粒子的动能E1、E2,与图中实验测量的相一致。由观测到的各个分支α粒
子的强度,求得衰变分支比Br也列在附表中。图10.1右上角的插图表示观测的理想化的α
能谱,横坐标为探测器(金硅面垒半导体谱仪)测量的α粒子的动能,纵坐标表示相应衰变
道的分支比。由于探测过程的各种涨落,实际测到的α能谱是围绕各个线谱 展开成高斯形
的峰。峰下的面积和总面积(3个峰的面积和)比就是实验测到的分支比。一个核素态通过
-1
不同通道发生衰变,单位时间发生的总衰变几率为λ(秒 )或者总衰变宽度Г(MeV)。各
个分支的分支衰变常数(分支衰变宽度)λi(Гi)满足下面的关系式(10.3)。通过测量核素的
半衰期T 可以定出总衰变常数λ;通过测量α谱各能谱峰下的面积(~n)实验可以确
1/2 i
定各衰变道的分支比,从而定出个分支道的衰变常数λi(分宽度Гi)。大量的
实验观测发现α衰变的半衰期(等效半衰期0.693/λi)与α粒子动能的方根
文档评论(0)