原子核物理課件3

2。5g衰變（或躍遷），衰變之后的原子核處于激發(fā)態(tài)，退激時(shí)發(fā)射g射線

。

g

射線是高能光子流

。能量：~MeVX射線能量：KeV可見(jiàn)光能量：eV1

衰變綱圖60Co（T=5.27Y）b-0.309MeV(100%)

2.5MeV1.33MeV060Nig1g260Co是放射性療法治療腫瘤的主要放射源。2g衰變內(nèi)轉(zhuǎn)換：內(nèi)轉(zhuǎn)換電子DE>2mec2

=1.02

MeV正負(fù)電子對(duì)但自由空間一個(gè)光子不能產(chǎn)生電子對(duì)正負(fù)電子對(duì)：虛過(guò)程3自由空間單個(gè)光子不能產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)！No！運(yùn)動(dòng)參照系m>meNo！電子對(duì)質(zhì)心參照系

P=0!4物質(zhì)對(duì)射線的作用1）光電效應(yīng)：光子打出原子的外層電子，電子被發(fā)射出來(lái)或在物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。2）康普頓效應(yīng)：光子和電子彈性碰撞。3）電子對(duì)產(chǎn)生：光子的能量大于1.02MeV，在物質(zhì)中產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。但自由空間一個(gè)光子不能產(chǎn)生電子對(duì)。5光子在物質(zhì)中衰減I0Id吸收系數(shù)電子對(duì)康普頓光電E

吸收系數(shù)6光子的測(cè)量光子產(chǎn)生的光電子，康普頓電子在高壓下形成電脈沖，得到光子的信號(hào)。目前的方法有NaI晶體，BaF晶體，閃爍體等。光電倍增管NaI前置放大器7選擇定則電多極躍遷（EL）：E1，E2，E3，…，由電荷分布引起。磁多極躍遷（ML）：M1，M2，M3，…，由電流和磁矩引起。

光子L=1，2，3，…，最小為1。多極2L：偶極，四極，八極，…輻射幾率：IiIfL8L=1:宇稱其他L:IiIfL9Examples:練習(xí)：1060Co（T=5.27Y）b-0.309MeV(100%)

2.5MeV，4+1.33MeV，2+0，0+60Ni??59MeV,2+0,5+?112.6穆斯堡爾效應(yīng)同一種原子核。如，鐵-57的14.4KeV光子激發(fā)基態(tài)鐵原子，應(yīng)該有共振吸收。但是，實(shí)際的情況是No！122meV/14.4keV~1/10000000！反沖能量：

E13

能級(jí)寬度GIhv熱運(yùn)動(dòng)還會(huì)使能級(jí)進(jìn)一步展寬。ER

比G

大得多！14IhvER吸收ER發(fā)射能量差2ER!15由于g射線的能量很高（MeV），發(fā)射和吸收時(shí)原子核都會(huì)強(qiáng)烈反沖，消耗掉部分能量，導(dǎo)致共振吸收不能發(fā)生。穆斯堡爾效應(yīng):g射線的無(wú)反沖吸收。穆斯堡爾發(fā)現(xiàn)，把放射性原子核以及吸收體分別植入晶體，使放射性原子核和吸收體分別與晶體成為一個(gè)整體，質(zhì)量大大增加，反沖能大大減小了，共振吸收現(xiàn)象出現(xiàn)(1961Nobelprize)。16b-191Os191Ir最早的Mossbauer效應(yīng)放射源。鋨191191Ir植入晶體吸收體17運(yùn)動(dòng)的g源產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，引起頻率的改變。Detector191Ir191OsPb穆斯堡爾譜儀：18已經(jīng)無(wú)反沖：Ihvuu的量級(jí)為~mm/s.u(mm/s)透射率Detector191Ir191OsPb吸收發(fā)射發(fā)射發(fā)射發(fā)射發(fā)射發(fā)射19Fe的核能級(jí)結(jié)構(gòu)14.4KeV透射率-8-6-4-202468u(mm/s)電四極矩引起的分裂20目前，用57Fe的14.4keV

譜線，測(cè)出共振寬度為

9.3*10-9

eV,能量分辨率為10-13!廣義相對(duì)論的引力紅移:10-10

eV.hvhv’太陽(yáng)光，白矮星的光可觀察到引力紅移。地球表面也有引力紅移現(xiàn)象，GPS.212。7放射系一些放射性重元素發(fā)生接連衰變形成放射系。自然界里有三類天然的放射系：鈾系，釷系，錒系。見(jiàn)P317圖5-13。這些放射性元素的壽命很長(zhǎng)，與地質(zhì)年代差不多。2。8核素分布圖N=ZZNb穩(wěn)定線Z越大，中子數(shù)越多過(guò)質(zhì)子數(shù)，目的是為了屏蔽質(zhì)子的庫(kù)侖排斥。在b穩(wěn)定線以上（下）的元素有b+

（b-

）放射性。

222.9放射性的應(yīng)用示蹤原子，農(nóng)業(yè)，半導(dǎo)體中雜質(zhì)的擴(kuò)散，人體的生理生化過(guò)程，。。。輻照：保鮮，輻照育種，g

無(wú)損探傷，放射性治療腫