物理放射性元素的衰变新人教选修

会计学1物理放射性元素的衰变新人教选修物理放射性元素的衰变新人教选修2022-5-8测的；D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。第1页/共50页位时间内发生衰变的几率D衰变常数与外界条件（温度、压力、磁场等）几乎无关NtNeNNtNNtd/ddd0第2页/共50页D60Co的半衰期为5.27a; 238U的半衰期为4.5109a693.02ln200TeNNT得由第3页/共50页D高速粒子：TTNtNt44.12ln1d0022/1cvmL第4页/共50页1毫居0.001居里，1微居0.001毫居D1贝克勒（Bq）1次核衰变/秒D1g226Ra的放射性强度近似为1居里tteAeNNtNA00dd第5页/共50页1拉德（rad）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D比放射性：A = A/m (单位质量的放射性强度）第6页/共50页D平衡关系测量法：短寿命的放射性元素tAA0lnln1183231087.41023810022.660/740/ssNA个第7页/共50页A= 4nA= 4n+2钍钍系系铀系铀系第8页/共50页锕系锕系镎系镎系A= 4n+3A= 4n+1第9页/共50页dd00ttABAABtAABBAABBAAeeNNeNNNNtN第10页/共50页)()(,)(dd0CBCABACBABCBABACABBAAtCtBtAACCCBBChhhehehehNNNNtNCBA第11页/共50页nijijnjjinitinhehNtNi)()0()(1111第12页/共50页短寿命核素的保存：母体短寿命核素的保存：母体+子子体体AABBAABAtABAABNNNeNNA0第13页/共50页ABAABtAABAttABAABNNteNeeNNABBA足够大时：当1 )(0第14页/共50页)1 (ddtePNNPtN)21 ()1 (/TttPePNA第15页/共50页YX42AZAZraEEcmcmcm22Y2X2HeYX2YX0)()(cMMMcmmmEEEraHeYX)4, 2(),(MAZMAZM第16页/共50页aaaaryEAAEAEmmEEmmmmvmvmEvmvm4)144()1(2121Y0YY22YYY第17页/共50页EAERaRlog25.86log2/35 .572/12/1lnlogbEaTBEA第18页/共50页reZZVEeZZRrEVmGePcRRGc2212212,d22第19页/共50页)(2 .1343/13/1YYYAARRZEZG粒子在母核内的动能为kkEEARvn2/13/1X21X1032第20页/共50页BAETeEAnPTRZEZk2/13/42/13/1X22ln104 .2693.0693.0YY第21页/共50页第22页/共50页第23页/共50页1iRTRRTiiii693.0693.0第24页/共50页eAZAZeYX12YX2YX0)(cMMcmmmEEEer),1(),(YXAZMAZM第25页/共50页eeHeH32313H (T=12.33a) - 18.6keV (100%)3He第26页/共50页eAZAZeYX12YX2YX02)(cmMMcmmmEEEeeremAZMAZM2), 1(),(YX第27页/共50页eeCN13613713N (T=9.96min) 2mec2 +1.19(100%)13CeAZiAZeYX1iieWcMMWcmmmE2YX2YX02YX/), 1(),(cWAZMAZMi第28页/共50页DAuger电子产生；DK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俘获占优势第29页/共50页64Cu (T=12.7h) -0.573(40%) +0.66(19%)EC1.68(40.4%)EC0.34(0.6%) 1.3464Zn64Ni 2mec2第30页/共50页变过程中的电子是如何产生的？D-衰变过程中的能量守恒关系是如何满足的？NE mE 第31页/共50页n例如：rveEEEE0eeCN136137eeHeH3231eepneKeLiBe7374第32页/共50页D子衰变产生的中微子：v D重轻子子衰变产生的中微子：v D中微子的质量：mv10eV第33页/共50页相互作用。D-衰变概率公式：D中微子被质子的俘获截面：（1.100.26)10-43cm2ppEEcMgppIifd2d)(22m37322第34页/共50页d*vefiifuugMd)(*rkkveifiifeuugM第35页/共50页)(cos)(!)!1 2()(12(!)!1 2/()()(1)(cos)()(12(0)(0)(llllillllliPkrlilelkrkrjkRkrPkrjileveverkkrkk第36页/共50页nlfifinnIIIIlsII)1()1(,)1(第37页/共50页第38页/共50页60Co(T=5.27a) -0.309MeV(100%)1.33MeV2.50MeV012第39页/共50页D多极辐射的极次由2L决定，如：L=1为偶极辐射，L=2为四极辐射等。LLrRELLLL212222119733 !)!12() 1(104 . 4)EL(2212222119733 !)!12() 1(109 . 1)ML(LLrRELLLL第40页/共50页n电跃迁快于磁跃迁；辐射的极次越低，跃迁越快。21003/22 . 12103 . 04 . 49 . 1)EL()ML(3/1AARAR510010)L() 1L(A第41页/共50页LIIIIIIfifi, 1, 01) 1()ML(ML) 1()EL(EL/LLfi第42页/共50页D发射内转换电子时，原子核的自旋和宇称的变化为0+。)(RlfieEWEEE33/lenZNN第43页/共50页D同质异能素可以直同质异能素可以直接发生接发生 衰变和衰变和 衰衰变。变。113Sn(T=118d)EC(1.8%)EC(98.2%)0.253MeV 0.393MeV (65%) IC(35%)113mIn(T=104min)113In第44页/共50页收。D能级宽度 =10-8eVD因光子发射所导致的光子谱线位移 E= 10-11eV (动量守动量守恒和能量守恒要求恒和能量守恒要求原子反向运动的反原子反向运动的反冲能冲能）10-8eV10-11eVhvER第45页/共50页D能级宽度：D57Fe:ER=210-3eV, =4.710-9eVRfiEhvEEhv0/2)(21222mchvEmvchvRR10-9eV10-3eV第46页/共50页D穆斯堡尔1961年获诺贝尔奖RfiEhvEEhv0022202)(21hvhvcMhvEvMchvcrystalRRcrystal第47页/共50页D在距地球表面20米处的频率变化为210-15v0EcvED)1 (2RcGMhvE第48页/共50页第49页/共50页