核辐射物理与探测学学习教案

1、会计学1核辐射物理核辐射物理(wl)与探测学与探测学第一页，共110页。Type of Radiation Charge/MassPenetration a = He nucleus +2q/4mp sheet of paper b = electron or positron q/me or +q/me few mm metal g = high-energy photon no chargeseveral cm lead ( Pb)此外，还有中子(zhngz)发射、质子发射、裂变等第1页/共109页第二页，共110页。各种( zhn)辐射的穿透能力第2页/共109页第三页，共110页。aY

2、XAZAZ42a 放射性核素一般(ybn)为重核，质量数140a 衰变放出的a粒子能量(nngling)在49 MeV范围a 衰变半衰期范围很宽，10-7s1015a基本特点：第3页/共109页第四页，共110页。1、衰变能及衰变发生的条件(tiojin)2、衰变过程中粒子的动能3、衰变能与核能级的关系4、衰变能与衰变常数的关系5、其它重粒子的衰变第4页/共109页第五页，共110页。母核X 衰变(shuibin)为 子核Y 和 一个 粒子BeforeParentXAZ衰变(shuibin)前，母核X静止，根据能量守恒定律：AfterDaughterYAZ42TYaTaYYXTTcmcmcm

3、= =a aa a222衰变前静止质量衰变后静止质量衰变后动能1、a衰变能及a衰变发生的条件衰变的位移定则:子核在元素周期表中的位置左移2格。第5页/共109页第六页，共110页。即：20)(cmmmTTEYXYa aa a = = = =衰变前后静止质量的质量亏损 2204 , 24, 2,cMAZMcAZME = =有 4 ,24,2,0 = =AZAZE或 以原子质量M代替(dit)核质量m,并忽略电子结合能 2),(cAZmAZB = =, 2,cAAZMAZ = = 第6页/共109页第七页，共110页。00 E 4 , 24, 2,HeYXMAZMAZM 衰变(shuibin)前母

4、核原子质量必须大于衰变(shuibin)后子核原子质量和氦原子质量之和。第7页/共109页第八页，共110页。例如，原子质量分别为：209.9829u，205.9745u，4.0026u。aPbPo206210uMMMHeYX0058. 0)(=MeV402. 55 .9310058. 00=EM 0，E0 0， 又如，原子质量分别为：63.9298u，59.9338u，4.0026u。a CoCu6064uMMMHeYX0084. 0)(=MeV825. 75 .9310084. 00=EM 0，E00，就有可能发生发射该粒子的情况：第25页/共109页第二十六页，共110页。质子发射(fs

5、h)：原子核自发发射(fsh)质子的现象。远离(yun l)稳定线的缺中子核，N/Z很小，可能出现Sp0的情况，自发地发射出质子。 竞争过程是放射性和轨道电子俘获。质子发射是研究(ynji)远离稳定线核素的重要领域。 b稳定线附近核素的最后一个质子的结合能Sp总是正值，因而不能自发地发射质子。通过计算质子穿透库仑势垒的几率，可以得到质子发射的半衰期，一般小于a衰变的半衰期。第26页/共109页第二十七页，共110页。14C发射CPbRa1462098222388 重离子放射性的研究可以提供(tgng)重离子发射机制和核结构的信息。NeU2423224Ne发射SiAm2824128Si发射第27

6、页/共109页第二十八页，共110页。 b衰变：核电荷数改变(gibin)而核子数不变的自发核衰变过程。b 放射性核素遍及(bin j)整个元素周期表b 衰变发射(fsh)粒子能量在几十KeV几 MeVb 衰变半衰期范围为，10-3s1024a b 衰变主要包括b-衰变、b+衰变和轨道电子俘获三种形式。衰变的位移定则:子核在元素周期表中的位置右移1格。 第28页/共109页第二十九页，共110页。b谱是连续(linx)的 ？b衰变衰变1、连续能谱与量子体系及能量守恒定律的矛盾？2、既然核中无电子，那么b衰变出的电子从哪里来？20 世纪20年代末的物理学危机。第29页/共109页第三十页，共11

7、0页。难题1：如何解决连续(linx)能谱与量子体系的矛盾？假设1：子核有很多能级(nngj)，以至于母核到子核衰变的能谱连续？要求(yoqi)相应要有连续的能谱，与实验矛盾。假设2：发射单能b粒子，随后与轨道电子作用损失能量？要求相应所有电子总能量都等于最大能量，与实验矛盾。第30页/共109页第三十一页，共110页。第31页/共109页第三十二页，共110页。1956年，赖因斯和考恩发现(fxin)反中微子。1952年，戴维斯在王淦昌的建议下发现中微子存在(cnzi)的间接证据。1968年，戴维斯发现(fxin)中微子。nep LieBeeK77 AreCle3737 是Pauli 预言的

8、粒子存在吗？第32页/共109页第三十三页，共110页。(1) 电荷(dinh)为零。(2) 自旋为1/2, 遵从(zncng)费米统计。(3) 质量0, 质量上限不超过7.3eV。(4) 磁矩非常小，上限不超过106N 。 (5) 与物质的相互作用非常弱，属弱相互作用，作用截面 1043cm2，通常物质的原子密度n 1022cm3，平均自由程l为：2116224311cm10 cm10 km1010ln = 第33页/共109页第三十四页，共110页。互为反粒子，有相同的质量(zhling)、电荷、自旋、磁矩。1. 自旋方向不同； 中微子自旋方向与运动方向相反，左旋粒子； 反中微子自旋方向与

9、运动方向相同，右旋粒子。2. 相互作用性质不同。第34页/共109页第三十五页，共110页。中子和质子是核子的两个不同状态，它们之间的转变(zhunbin)相当于两个量子态之间的跃迁，在跃迁过程中放出电子和中微子，它们事先并不存在于核内。 b 衰变的本质是核内一个中子变为质子，b 和 EC的本质是一个质子变为中子，导致产生电子和中微子的是弱相互作用。eepn b：eenp b：eKnep EC：第35页/共109页第三十六页，共110页。eAZAZeYX 1 表达式：母核X 衰变为 子核Y、一个 电子 和一个反中微子， 核中一个中子(zhngz)变为了质子。衰变前，母核X静止(jngzh)，根

10、据能量守恒定律：YeYXTTTcmcmcm = = b b222衰变前静止质量衰变后静止质量衰变后动能第36页/共109页第三十七页，共110页。即：20()YXYeETTTmmmcb=衰变前后静止质量的质量亏损以原子质量M代替核质量m，并忽略电子结合能220(,)(1,(1)eeeEM Z AZm cM ZAZmm c=有 ), 1(,20AZAZcMMEYX = = = =或第37页/共109页第三十八页，共110页。b 衰变(shuibin)发生的条件：0()0Eb b AZMAZMYX, 1, 衰变(shuibin)前母核原子质量必须大于衰变(shuibin)后子核原子质量。电荷数分别

11、为Z和Z1的同量异位素，只要前者的原子质量大于后者，就能发生(fshng)-衰变。2202(,)(1,(1),1,eeeEM Z AZm cM ZAZmm cM Z AM ZA c=第38页/共109页第三十九页，共110页。C146)5730(2/1aT= =N147 b b0.157100%第39页/共109页第四十页，共110页。eAZAZeYX 1表达式：母核X 衰变(shuibin)为 子核Y、一个 正电子 和一个中微子. 核中一个质子变为了中子。衰变前，母核X静止(jngzh)，根据能量守恒定律：YeYXTTTcmcmcm = = b b222衰变前静止质量衰变后静止质量衰变后动能

12、第40页/共109页第四十一页，共110页。20)()(cmmmEeYX = = b bb衰变(shuibin)能：以原子质量M代替核质量m，并忽略电子结合能 202)(cmMMEeYX=beZmAZM ),(emZAZM)1(), 1( 202), 1(),()(cmAZAZEe = = b b或：第41页/共109页第四十二页，共110页。b 衰变发生(fshng)的条件：0()0Eb b eYXmAZMAZM2, 1, 电荷数分别为 Z 和 Z1 的同量异位素，前者的原子质量比后者的，才能发生b衰变。第42页/共109页第四十三页，共110页。eAZAZYeX 1表达式母核 俘获核外轨道

13、上的一个电子，使母核中的一个 质子 转变(zhunbin)为一个中子， 同时放出一个中微子。由于K层电子最靠近核，K电子俘获最容易(rngy)发生。4、EC(轨道电子俘获)第43页/共109页第四十四页，共110页。iYeXcmmmECE = =20)(EC衰变(shuibin)能：以原子质量M代替核质量m，并忽略电子结合能iYXcMMECE = =20)()(eZmAZM ),(emZAZM)1(), 1( iAZAZECE = =), 1(),()(0或：第44页/共109页第四十五页，共110页。0()0EEC 2/, 1,cAZMAZMiYX 电荷(dinh)数为 Z 的核素要发生EC

14、衰变，则它的原子质量必须 比 它的电荷(dinh)数为 Z1 的同量异位素的原子质量大2/ic第45页/共109页第四十六页，共110页。由于：iecm 22所以，能发生 衰变的原子核总可以(ky)发生轨道电子俘获，反过来不成立，即能发生轨道电子俘获的原子核却不一定能发生 衰变。EC衰变的后续(hux)过程：特征(tzhng)X射线；俄歇电子。 eYXmAZMAZM2, 1, 2/, 1,cAZMAZMiYX 第46页/共109页第四十七页，共110页。 AZMAZMYX, 1, 表达式表达式衰变能衰变能发生条件发生条件eAZAZeYX 1 ), 1(),()(0AZAZEQ = = = b

15、bb bb衰变(shuibin)第47页/共109页第四十八页，共110页。表达式表达式衰变能衰变能发生条件发生条件eAZAZeYX 1202), 1(),()(cmAZAZEQe = = = b bb beYXmMMQ2, 0 即即b b第48页/共109页第四十九页，共110页。表达式表达式衰变能衰变能发生条件发生条件eAZAZYeX 1iECAZAZEQ = = =), 1(),()(02/, 0cMMQiYXEC 即即第49页/共109页第五十页，共110页。中子和质子是核子的两个不同状态，它们(t men)之间的转变相当于两个量子态之间的跃迁。核子(hz)在两个量子态跃迁过程中放出电

16、子和中微子，电子和中微子事先并不存在于核内。导致(dozh)产生电子和中微子的是电子-中微子场与原子核的弱相互作用。(1)费米理论的三点基本思想：5、b衰变的费米理论第50页/共109页第五十一页，共110页。 b bb bb bb bb b dppEEcMgdppIij220373222 = = b bdeMrppiNNijif = =* b bderkkiNNif = =*跃迁矩阵元：第51页/共109页第五十二页，共110页。跃迁矩阵(j zhn)元中的指数部分展开成级数： = = 2)(! 21)(1rkkrkkierkki b b b b b b b b b bcos! !12120

17、llllrkkiPrkklile = = = = 将平面波按轻子轨道(gudo)角动量展开为球面波：根据级数主要贡献(gngxin)项，可以将跃迁进行分类第52页/共109页第五十三页，共110页。允许(ynx)跃迁：l = 0 的项有贡献。禁戒跃迁：l = 0 的项无贡献(gngxin)。一级禁戒跃迁：l = 1的项有贡献(gngxin)。二级禁戒跃迁：l =2 的项有贡献，l = 1无贡献。三级禁戒跃迁：l = 3的项有贡献，l =1,2 无贡献。(a) b衰变的跃迁分类第53页/共109页第五十四页，共110页。跃迁类型跃迁类型自旋变化自旋变化宇称变化宇称变化允许跃迁允许跃迁 I0， 1

18、 +1一级禁戒跃迁一级禁戒跃迁 I0， 1， 2 -1二级禁戒跃迁二级禁戒跃迁 I 2， 3 +1n级禁戒跃迁级禁戒跃迁 I n， (n+1) (-1)n第54页/共109页第五十五页，共110页。b bb bb bb bb bdppEEKdppI2202)()( = = b bb bb bb bb b dppEEcMgdppIij220373222 = =2/1373)2(cMgKif = =第55页/共109页第五十六页，共110页。b bp)(b bpI近似(jn s)抛物线中间有极大值第56页/共109页第五十七页，共110页。考虑(kol)核库仑场对发射粒子的影响引入：库仑改正(gi

19、zhng)因子 b bb bb bb bb bb bdppEEEZFKdppI2202),( = =E)( EI1),(= =b bEZF b b b b第57页/共109页第五十八页，共110页。)()(02/12b bb bb bEEKFppI = = 谱的居里(j l)描绘b bE2/12)( b bb bFppI b b b b0E不考虑(kol)F 时考虑(kol)了F时，就应该是直线了。第58页/共109页第五十九页，共110页。b bE2/12)( b bb bFppI46659Fe的谱的居里(j l)描绘273第59页/共109页第六十页，共110页。 b bb bb bb b

20、b bb bdppEEEZFKdppI2202),( = =内发射(fsh)所有粒子的总概率。即：衰变常数 。单位时间内发射动量为 到b bpb bb bdpp 之间的粒子的概率，将 从 0 b bp到 积分，就可以得到单位时间maxb bp衰变常数和比较(bjio)半衰期第60页/共109页第六十一页，共110页。即： = = = =maxmax0220202/1),(2lnb bb bb bb bb bb bb bb b ppdppEEEZFKdppIT = =max022200),(),(b bb bb bb bb bpeeecmpdcmpcmEEEZFEZf),(22ln0734522

21、2/1EZfcmMgTeif = =第61页/共109页第六十二页，共110页。20cmEe 1),( b bEZF502/11ET 衰变(shuibin)的半衰期与粒子的最大能量之间存在很强的依赖关系。同一类型的跃迁，由于衰变(shuibin)能的不同，T1/2可以差别很大。第62页/共109页第六十三页，共110页。22245732/102/150002ln2),(ififeMMgcmTEZffT = = = = )lg(2/1fT比较半衰期值比较半衰期值跃迁级次跃迁级次2.93.7超允许跃迁超允许跃迁4.46.0允许跃迁允许跃迁6.010一级禁戒跃迁一级禁戒跃迁1013二级禁戒跃迁二级禁

22、戒跃迁比较(bjio)半衰期 定义为：1/2fT第63页/共109页第六十四页，共110页。1、中微子吸收(xshu)2、双衰变(shuibin)3、延迟中子(zhngz)发射 enPe eeeeXeTe 1305413052 第64页/共109页第六十五页，共110页。1.中微子吸收： enp 本质同衰变,1956年科范和莱恩斯利用此过程直接证明(zh ji zhn mn)了中微子的存在.2.双衰变(shuibin)：产生一个电子必然产生一个中微子. b b 221305413052 eXeTe3.延迟(ynch)中子发射)6 .55(87sTBr= =Kr87）（300 . 8 b b）（

23、706 . 2 b bKr86n缓中子4 . 5g g衰变较集中于重核;衰变几乎遍及整个周期系. 01234567887654321稳定线NZB125N127C126 b b b b丰中子核素,以 衰变向稳定线过渡 b b缺中子核素,以 衰变向稳定线过渡 b b第65页/共109页第六十六页，共110页。n个粒子的总宇称:nllln = =21)1(21 3.3 跃迁(yuqin)偶宇称(y chn) P =+ 奇宇称 P = -一个量子数描述的对称镜像反射。第66页/共109页第六十七页，共110页。-疑难：指 介子(jiz)和 介子(jiz)的同一性的问题。实验发现(fxin)，介子和介子

24、的一切性质均相同：粒子粒子质量质量(MeV)(MeV)平均寿命平均寿命( (1010-8-8s)s)占所有占所有K K介子衰变比例介子衰变比例 + +966.3966.32.02.01.191.190.050.056 6 + +966.7966.72.02.01.211.210.020.022929+介子(jiz)和 +介子(jiz)衰变方式不同：0 已知，、介子的自旋均为零，介子的内禀宇称为奇。3.3 g跃迁 - 疑难 ( - puzzle)第67页/共109页第六十八页，共110页。根据(gnj)角动量守恒定律：0 和的总角动量均为零，可以(ky)推知如果衰变过程宇称是守恒(shu hn)

25、的，那么有：fi = =它们的相对运动角动量均为零。即：0= =l1)1(0 = = = = = = lfi 对+衰变：1)1( = = = = = = lfi 对+衰变：3.3 g跃迁第68页/共109页第六十九页，共110页。如果认为(rnwi)宇称守恒成立，那么只能判定与不是同一种粒子。分析(fnx)结论：由它们的质量、寿命(shumng)等性质相同而认为与是同一种粒子。解决-疑难的办法只有两种：1)认为是同一种粒子，宇称在这种衰变中不守恒。2)认为宇称守恒普遍成立，和是两种不同粒子。3.3 g跃迁第69页/共109页第七十页，共110页。1956年，李政道和杨振宁提出弱相互作用中宇称不

26、守恒假说，认为和是同一种(y zhn)粒子，-疑难 是弱相互作用宇称不守恒的表现。并建议通过测量极化60Co核的-衰变来检验宇称是否守恒。极化(j hu)60Co核的衰变实验3.3 跃迁(yuqin)第70页/共109页第七十一页，共110页。极化：使原子核的自旋按一定的方向排列(pili)起来。实现(shxin)要点：低温和外加磁场。吴健雄等人在美国(mi u)国家标准局的实验。实验结果3.3 g跃迁第71页/共109页第七十二页，共110页。3.3 跃迁(yuqin)强相互作用、电磁相互作用宇称(y chn)守恒；弱相互作用宇称(y chn)不守恒。第72页/共109页第七十三页，共110

27、页。g衰变：原子核从激发态通过发射g光子(gungz)或其他过程跃迁到较低能态的过程。该过程核电荷数不变、核子数不变。g 跃迁(yuqin)发射粒子能量在几KeV十几 MeVg 跃迁(yuqin)半衰期范围为，10-16s10-4sg 跃迁的基本特点：g 跃迁包括g跃迁和内转换电子两种形式。第73页/共109页第七十四页，共110页。g 跃迁(yuqin)是核能级之间的跃迁(yuqin)： hhEEEErfi = = = =0 = =g ghE hchP= = =1= =sg 光子(gungz)的性质：静止质量静止质量 0能量（动质量）能量（动质量）动量动量自旋（玻色子）自旋（玻色子）衰变(s

28、huibin)能：3.3 g跃迁第74页/共109页第七十五页，共110页。内转换电子(dinz)也是核能级之间的跃迁： iifieEEEE g g = =内转换电子(dinz)能谱是分立的。内转换电子主要(zhyo)来自原子的内电子层。内转换效应与发射光子是相互竞争的。内转换系数g gg g a aNNee= = . = =MLKa aa aa aa a)1 (a a g gg g = = = =e3.3 g跃迁第75页/共109页第七十六页，共110页。1) 经典(jngdin)电磁辐射的多极性电偶极子 电偶极辐射(fsh)电四极(s j)子 电四极(s j)辐射电八极子 电八极辐射电多极

29、辐射：电荷运动产生的辐射3.3 g跃迁3、g 辐射的多极性及g 跃迁选择定则第76页/共109页第七十七页，共110页。磁偶极子 磁偶极辐射(fsh)磁四极(s j)子 磁四极(s j)辐射磁八极(b j)子 磁八极(b j)辐射磁多极辐射：电流变化产生的辐射经典电磁辐射是指宏观的电荷电流体系所产生的电磁辐射，可用经典力学规则描述。多极辐射的能量和角动量都是振动频率的函数，对于宏观体系，频率可以取任意值，能量和角动量也可以取任意值。3.3 g跃迁第77页/共109页第七十八页，共110页。原子核是一个电荷、电流的分布系统，处于激发态的核发射 射线(shxin)退激，类似于经典电荷电流分布变化而

30、发射电磁波，由此产生的辐射也具有多级辐射的性质。但原子核是一个微观体系，其运动规律与宏观体系的运动规律有质的不同(b tn)。微观体系的特点之一是量子化，其能量和角动量只能取某些分立的值。另外，原子核的状态还有确定的宇称。3.3 g跃迁第78页/共109页第七十九页，共110页。电多极辐射(fsh)的实质主要是由原子核内电荷密度变化引起的；磁多极辐射(fsh)则由电流密度和内在磁矩的变化所引起。g 辐射(fsh)的多极性是指辐射(fsh)的电磁性质和极次A）由辐射(fsh)的角动量和宇称即可定出辐射(fsh)的多极性。B）由辐射的多极性也可以定出辐射的角动量和宇称。3.3 g跃迁第79页/共1

31、09页第八十页，共110页。g 跃迁是电磁相互作用，角动量和宇称(y chn)守恒先来看光子(gungz)带走的角动量：根据(gnj)角动量守恒：fiIIL = =3.3 g跃迁设：原子核跃迁前后角动量为 和fIiI光子带走的角动量为LL,1,1,ififififIIIIIIII取值为：那么：第80页/共109页第八十一页，共110页。根据跃迁理论及实验，L 越大跃迁几率(j l)越小，所以一般 L 取最小值，即：fiIIIL = = = =光子的自旋(z xun)为，则跃迁中被光子带走的角动量不可能为零，至少为1。解释为何 0 0 跃迁不可能通过发射光子实现(shxin)？那么这种情况下，退

32、激是如何实现(shxin)的？1 L3.3 g跃迁第81页/共109页第八十二页，共110页。光子带走的 角动量 决定 g 辐射的 极次光子角动量光子角动量 Lg g 辐射的辐射的极次极次1偶极偶极辐射辐射2四极四极辐射辐射3八极八极辐射辐射 . .L2L极极辐射辐射3.3 跃迁(yuqin)第82页/共109页第八十三页，共110页。根据宇称(y chn)守恒：fi g g = =fig=跃迁(yuqin)前后原子核宇称不变：跃迁前后原子核宇称(y chn)改变：g g 为“”g g 为“”3.3 g跃迁设：原子核跃迁前后宇称分别为 和g光子带走的宇称为再来看光子带走的宇称：第83页/共10

33、9页第八十四页，共110页。A、宇称(y chn)的奇偶性和角动量的奇偶性相同B、宇称(y chn)的奇偶性和角动量的奇偶性不同电多极辐射(fsh)L)1( = =g g 磁多极辐射1)1( = =Lg g 3.3 g跃迁以：EL 表示。如：E1 ，E2 等以：ML表示。如：M1 ，M2 等第84页/共109页第八十五页，共110页。(3) 类型、极次相同，相邻(xin ln)能级能量差越小，跃迁概率越小。(2) 同一(tngy)极次，电多极辐射概率比磁多极辐射概率大个数量级；(1) 同一类型(lixng)跃迁，高一极次概率比低一极次概率小三个数量级；310)(/ )1( LLEE 310)(

34、/ )1( LLMM 310)(/ )( LLEM )1()( LLEM 3.3 g跃迁第85页/共109页第八十六页，共110页。),(iiI 原子核始态),(ffI 原子核终态fiIIIL = = = =fi g g= = = =奇偶5奇4偶3奇2偶0或1奇Lg1M1E2E3E4E5E)2(E2M3M4M5M)3(E)4(E)5(E)6(E括号内跃迁(yuqin)类型表示可能同时发生。3.3 跃迁(yuqin)g 跃迁(yuqin)选择定则光子第86页/共109页第八十七页，共110页。A、根据(gnj)原子核始态和终态，定出跃迁极次101023212325B、根据跃迁(yuqin)类型与

35、原子核始态或终态中一个的自旋和宇称，定出另一的自旋和宇称212502E1E3E2E3.3 跃迁(yuqin)g 跃迁选择定则的应用：第87页/共109页第八十八页，共110页。根据内转换系数的实验值与理论值的比较(bjio)，可以确定跃迁的多极性，从而可以确定原子核的角动量和宇称的变化或已知其中一个能级的状态确定另一能级的状态。10.5min5.274a60mCo60Ni590013322502315100%b b 15500.2%b b 0 5 2 2 4 例如：60Co衰变(shuibin)为60Ni后有两次跃迁，能量分别为1.17MeV和1.33MeV。3.3 跃迁(yuqin)第88页

36、/共109页第八十九页，共110页。实验测得这两次跃迁(yuqin)的内转换系数实验值分别为：4(1.500.06) 10Ka a = = 4(1.160.06) 10Ka a = = Ka a 而理论计算的 的理论值（104）为：E1E2E3M1M21.17MeV0.721.553.011.382.871.33MeV0.581.172.071.032.07可见，两个(lin )跃迁均是E2跃迁。已知 60Ni基态的能级特性为：0则，其第一激发态的自旋和宇称为：2第二激发态的自旋和宇称为：04或或再根据b衰变的选择定则知第二激发态只能取43.3 跃迁(yuqin)第89页/共109页第九十页，

37、共110页。实验测得的能级寿命既包含(bohn)跃迁的贡献，也包含(bohn)内转换的贡献。111(1)eg gg g a a= = = = 即：1(1)g g a a= = 则：3.3 跃迁(yuqin)第90页/共109页第九十一页，共110页。例如：60mCo到60Co的跃迁，实验测得此跃迁的内转换系数为：23.6 10a a=则：612113.1 10(1)909 (13.6 10 )sg g aa=若不考虑内转换系数(xsh)的修正，则有：31111.1 10909sg g =而该跃迁概率(gil)的理论值(按公式计算)为：M2M3M4E2E3E43.31021.110-52.610

38、-132.31040.810-30.910-11修正后，实验(shyn)值和M3理论值相符；不修正，实验值和理论值相符。3.3 g跃迁第91页/共109页第九十二页，共110页。同质异能(y nn)素：寿命长于0.1s的激发态核素。同质(tn zh)异能跃迁：同质(tn zh)异能素发生的跃迁（或内转换）。同质异能态的角动量与基态或相邻较低激发态的角动量之差较大，能量(nngling)之差一般比较小，因而跃迁概率比较小。mIn11349min10421= =T3.3 g跃迁第92页/共109页第九十三页，共110页。长寿命同质异能(y nn)态随核子数的变化有一定规律性同质异能(y nn)跃迁

39、时，I 3，条件为 A 40轻核中没有同质(tn zh)异能素同质异能素岛： Z, N=50, 82, 126前。同质异能素的寿命较长；同质异能素的内转换系数较大。3.3 g跃迁第93页/共109页第九十四页，共110页。5、穆斯堡尔效应(xioyng) Mssbauer Effect无反冲 g 共振吸收。220002McEEEEER = = = = g gA、发射(fsh) 射线能量：220002McEEEEER = = = = g gB、吸收(xshu) 射线能量：由于核反冲的存在：0EREE 0REE 03.3 g跃迁德（1929-）第94页/共109页第九十五页，共110页。20220REEEEMcgg=但按照不确定关系： 由于反冲能的存在(cnzi)，发射光子不能引起光子吸收。能级有一定宽度(kund)，不是线谱。发射谱和吸收谱有可能重叠。 RE2要发生显著的共振吸收，必须具备：3.3 g跃迁第95页/共109页第九十六页，共110页。但一般情况下： RE2由：该激发态的半衰期s8108 . 9可求出：eV9107 .4=3.3 跃迁(yuqin)例如(lr)：57Fe的第一激发态。014.4EkeV=230224 10REEeVMc=则： M为单原子核质量(zhling)可见： 即：不能发生共振吸收2RE 第96页/共