原子核物理课件3-GAMMA跃迁

2。5g衰变（或跃迁），衰变产生的子核处于激发态时，子核退激时发射g射线。

g

射线是高能光子流

。能量：~MeVX射线能量：keV可见光能量：eV1例如60Co（T=5.27a）b-0.309MeV(100%)

2.5MeV1.33MeV060Nig1g260Co是放射疗法治疗肿瘤的主要放射源。2g衰变内转换：内转换电子DE>2mec2

=1.02

MeV但自由空间一个光子不能产生电子对！！2)发射正负电子对虚过程！！！1)发射内转换电子3自由空间单个光子不能产生正负电子对！No！质心系能量不守恒。No！质心参照系中电子对P=0自由电子也不能吸收光子4物质对射线的作用1）光电效应(Photoelectriceffect)：光子打出原子的外层电子，电子被发射出来或在物质内部运动。2）康普顿效应(Comptoneffect)：光子和电子弹性碰撞。3）电子对产生：光子的能量大于1.02MeV，在物质中产生正负电子对。5光子在物质中衰减I0Id吸收系数电子对康普顿光电E

吸收系数6光子的测量光子产生的光电子，康普顿电子在高压下形成电脉冲，得到光子的信号。目前的方法有NaI晶体，BaF晶体，闪烁体等。光电倍增管NaI前置放大器7选择定则电多极跃迁（EL）：E1，E2，E3，…，由电荷分布引起。磁多极跃迁（ML）：M1，M2，M3，…，由电流和磁矩引起。

光子L=1，2，3，…，最小为1。多极2L：偶极，四极，八极，…辐射几率：IiIfL8L=1:宇称其他L:IiIfL9Examples:练习：1060Cob-0.309MeV(100%)

2.5MeV，4+1.33MeV，2+0，0+60Ni??59MeV,2+0,5+?（T=5.27a）112.6穆斯堡尔效应同一种原子核如，铁-57的14.4KeV光子激发基态铁原子，应该有共振吸收。但是，实际的情况是No！122meV/14.4keV~10-7！少了这一点点能量就不能共振吸收吗？反冲能：

E13能级宽度GIhv热运动还会使能级进一步展宽。ER比G大得多！14IhvER吸收ER发射能量差2ER!远远大于能级宽度，这就是不能共振吸收的原因。

E15由于g射线的能量很高（MeV），发射和吸收时原子核都会强烈反冲，消耗掉部分能量，导致共振吸收不能发生。穆斯堡尔效应:g射线的无反冲共振吸收。穆斯堡尔发现，把放射性原子核以及吸收体分别植入晶体，使放射性原子核和吸收体分别与晶体成为一个整体，质量大大增加，反冲能大大减小了，共振吸收现象出现(1961Nobelprize)。16b-191Os191Ir最早的Mossbauer效应放射源。锇191191Ir植入晶体吸收体都植入晶体！无反冲吸收！17Detector191Ir191OsPb穆斯堡尔谱仪：已经植入晶体可以无反冲吸收：运动的g源产生多普勒效应，引起频率的改变。破坏共振：18Ihvuu的量级为~mm/s.u(mm/s)吸收率Detector191Ir191OsPb吸收发射发射发射发射发射发射已经无反冲：19Fe的核能级结构14.4KeVFe内磁场引起的超精细结构分裂10-9eV穆斯堡尔谱仪测量铁核能级的塞曼分裂：20发射体吸收体转盘不转，6条谱线同时共振吸收u(mm/s)吸收率21放射源植入不锈钢衬底，无内磁场发射体吸收体转盘转动，多普勒效应调节频率使6条谱线分别共振吸收。吸收率-8-6-4-202468u(mm/s)22目前，用57Fe的14.4keV谱线，测出共振宽度为9.3*10-9eV,能量分辨率为10-13!广义相对论的引力红移:10-10eV.hv2hv1太阳光，白矮星的光可观察到引力红移。地球表面也有引力红移现象，GPS.23GPS:卫星钟广义相对论修正快45微秒，狭义相对论慢7微秒，卫星钟总的快38微秒。242.9放射性的应用示踪原子，农业，半导体中杂质的扩散，人体的生理生化过程，。。。放射性断代技术。3.辐照：辐照保鲜，辐照消毒，橡胶辐照交联改性，g无损探伤，放射性治疗肿瘤。25地址:广州番禺钟村市广路钟三路段13号

邮编:511495