成都理工大学辐射物理习题集锦2014.pptxVIP

根据有： 1、请写出α衰变的表达式。产生α衰变的核素满足的必要条件是什么？ 原子核要自发地发射α粒子，必要条件是衰变能大于0。 可见，产生α衰变的核素满足的必要条件是母体质量大于子体和氦原子的总质量。 2、设母核的质量数为A=238，求α衰变时，衰变能Q在α粒子和子核之间的分配比值关系。 3、请说明放射性核素进行?衰变时，放出的?粒子的能量具有哪些特点。 同一种放射性核素进行?衰变时，放出的?粒子的能量是一定的（放出单一能量或几种能量不同的? 粒子）、 取值是离散（分立、单值）的。α粒子的能量一般分布在4~9MeV范围内。 4、对 的解答结果：1800168010749531800727?32 104320?1 9499?0 8785衰变能E0212Po的?衰变及其能级图(母核与子核的原子质量之差大于两个电子的质量)(母核的原子质量大于子核的原子质量)5、请说明核素发生β衰变的原因以及β衰变的类型有哪些？β衰变的发生原因：母核的中子或质子过多； β衰变的类型包括： β?衰变、?+衰变和轨道电子俘获(EC)。 6、请说明各种β衰变类型发生的条件、各种β衰变类型的表达式。 发生?-衰变的条件和表达式分别为：发生?+衰变的条件和表达式分别为：(母核与子核的原子质量之差大于子核原子第i层电子结合能的相应质量)发生第i层的轨道电子俘获的条件和表达式分别为： 7、请说明?-(?+)粒子的能谱特点，以及与?能谱的主要差别是什么？ ?-(?+)能谱的三个特点为： 1）能谱连续分布；2）有确定的最大能量E?max(=衰变能Q)； 3）能谱中存在极大值。 ?-(?+)能谱与分立的α能谱的主要差别在于：?-(?+)能谱是连续分布的，而α能谱是离散的。8、请阐述EC过程中，产生X射线或发射俄歇电子的原因。 轨道电子俘获过程所形成的子核原子，它的内层电子缺少了一个，产生了空位。以K俘获进行说明： 发射特征X射线的原因： 当K 层一个电子被俘获后，就留下一个空位，这时虽然子核处于稳定状态，但是子核原子作为一个整体仍是不稳定的，因此比K 层能级更高的核外电子(如L 层电子)有可能跃迁至K 层填补被俘获电子的空位，多余的能量便转变为X 射线放射出来。 发射俄歇电子的原因： K俘获过程的另一种伴随粒子是俄歇电子。当K层电子被原子核俘获后， L层的电子跃迁到K层填补空位时，可以不发射X射线，而把多余的能量直接传给另一个L层的电子(或其他壳层的电子) ，使它脱离原子核的束缚(克服结合能，-WL)而成为自由电子发射出来，这种自由电子叫做俄歇电子( Auger electron) 。A(a,b)B① Q方程可用于求核素的质量已知 ，测出 方向的 ，利用Q方程就可以求出 Q 。Q方程表达式：由公式：② Q方程可用于求剩余核的激发态能量 当剩余核处于激发态，反应过程中释放出的能量Q’就要比剩余核处于基态时的Q少了一个 。Q与Q’的关系为： 1、请说明利用Q方程求解核素的质量或求解剩余核的激发态能量的原理及具体步骤。可以已知三个质量求第四个质量。但通常 ，所以有 。 N’与I和NS成正比，即：Q方程同样适用于Q? ，需要 mB?mB* ，由于 （σ称为反应截面或有效截面） 因此，对于剩余核处于激发态时的Q’值，同样满足Q方程。只要测量出Q和Q’，可以求出激发能。 2、请说明核反应截面的定义、物理意义、量纲和常用单位，以及核反应截面与原子核的几何截面的区别。 核反应截面的定义： 如果入射粒子的强度，即单位时间的入射粒子数为I，则单位时间内入射粒子与靶核发生核反应的数目N’应满足：。令其比例系数为σ，则： 核反应截面的物理意义： 一个粒子入射到单位面积内只含有一个靶核的靶上所发生反应的概率，即，表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。 核反应截面的量纲和常用单位： σ的量纲为面积。常用单位10-24cm2，称为“靶恩”，简称“靶”，记作barn或b—是非法定计量单位（σ的国家法定计量单位是m2）。 核反应截面与原子核的几何截面的区别： 核反应截面是表示发生核反应的概率，而不是原子核几何面积的量度。两者是完全不同的概念。在厚靶条件下，反应产额： 3、核反应产额的含义是什么，它与哪些因素有关？对单能中子的反应产额而言，在薄靶和厚靶条件下，反应产额的表达式是什么？对带电粒子的反应产额，在薄靶和厚靶条件下，反应产额与哪些因素有关？ 核反应产额的含义 ： 入射粒子在靶体上引起的核反应数与入射粒子数之比，称为核反应的产额（该定义是无量纲的物理量）。核反应产额与反应截面、靶