【正文】 : 任意衰變過(guò)程都遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒， 根據(jù)這兩個(gè)守恒定律可以寫(xiě)出各種衰變的方程。 )(0 11 ??? ?? ?eYX AZAZ )(0 11 ??? ?? ?eYX AZAZYeX AZAZ 10 1 )( ??? ?? ?32 位移定則 : 核素經(jīng) α、 β 衰變后子核在周期表中位置的 移動(dòng)所遵循的規(guī)則稱作 位移定則 。 例：從 衰變?yōu)? 要分別幾次 α、 β 衰變？ U23592 bP20782α衰變的次數(shù)： 74 207235 ????nβ衰變的次數(shù)： 4)8292(2 ???? ?? nn?? nn ??? 2829233 放射系 : 分析發(fā)現(xiàn)，天然放射性元素分為三個(gè)系統(tǒng)， 構(gòu)成三個(gè)天然放射系，絕大多數(shù)放射性元素屬于 這三個(gè)放射系。分別以第 一個(gè)元素命名為： 鈾系： )51 , ,58 ,59( 24 2 0 6822 3 892 ????? nnAPU b釷系： )52 , ,57 ,58( 4 2 0 882h2 3 290 ???? nnAPT b錒系： )51 , ,57 ,58( 34 2 0 7822 3 592 ????? nnAPU b34 從三個(gè)系元素 A的取值來(lái)看，還缺少一個(gè) A=4n+1的放射系，后來(lái)在人工元素中找到。 以上結(jié)果表明：地球上的各種放射性元素都是 由四種原始核經(jīng)一系列 α、 β 衰變得到的 。 設(shè) t時(shí)刻放射核數(shù)為 N(t)， 經(jīng) dt時(shí)間有 dN個(gè)核發(fā)生衰變，顯然 dN∝ N(t)dt, 設(shè)比例常數(shù) λ，即 dttNdN )(???若 t＝ 0時(shí)，核數(shù)目為 N0，得到 teNtN ???0)(λ稱為 衰變常數(shù) 36 temtm ???0)(用質(zhì)量表示為 這就是 指數(shù)衰變定律 ，它表明單獨(dú)存放的放射源 的原子核數(shù)目（質(zhì)量）隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律減少。 半衰期： 原子核數(shù)衰變掉一半所需要的時(shí)間， 用 T表示，即 t=T時(shí)， N=N0/2 T=ln2/λ=)(/tNdtdN???λ物理意義： 37 平均壽命： 原子核在衰變前存活時(shí)間的平均值 在衰變過(guò)程中，有些核早衰變，有些核晚衰變，即有些核壽命長(zhǎng)，有些核壽命短（壽命定義為 衰變前核所存活的時(shí)間），平均壽命 τ 為 6 9 1)(00000 TdteetddtetNN d ttttt ??????? ???? ? ?? ?? ?????? ???平均壽命 τ 也 是核衰變?yōu)樵泻藬?shù) e1的時(shí)間，即 010 %37)( NeNN ????也是剩余核數(shù)為原來(lái) 37％所需要的時(shí)間，所以它比半衰期 T要長(zhǎng)。 39 三、 α衰變 mX,mY,mα 分別是母核 ,子核 ,α 粒子靜止質(zhì)量 VY、 EY 分別是子核反沖速度和反沖動(dòng)能 vα 、 Eα分別是 α 粒子運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)動(dòng)能 H e)( 4242 ??? ?? YX AZAz衰變方程： 一般衰變前母核靜止 , α衰變滿足能量守恒 ?? EEcmcmcm YYX ????222和動(dòng)量守恒 ?? vv mm YY ?40 （ 2）衰變能和衰變條件 衰變能 E0定義為衰變過(guò)程所釋放的能量，其實(shí)質(zhì)是核內(nèi)部分內(nèi)能變?yōu)閯?dòng)能，因此常用衰變產(chǎn)物的動(dòng)能表示 衰變是 自發(fā)過(guò)程 ，要求 E00（放能）。 42 α粒子能（量）譜： 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：所放出的 α粒子的能譜是不連續(xù)的。 分立能譜說(shuō)明了什么？ 根據(jù)實(shí)驗(yàn)上測(cè)量到的 α粒子的動(dòng)能可以計(jì)算出 衰變能，進(jìn)而計(jì)算得出原子核的能級(jí)圖。 原子核中能級(jí)的存在。 衰變 和軌道 電子俘獲 三種。 eve ??? ?HeH 330 1 6 0 2 9 1 6 0 4 9 ?44 b. β+衰變 eAZAZ eYX ?????? 1衰變能 220 )2()]([ cmMMcmmmE eYXeYX ??????eYX mAZMAZM 2),1(),( ???衰變條件 即兩個(gè)同量異位素中， Z核素原子量應(yīng)比 Z1 的大 2me(2mec2=) ee ?????CN 136137 45 c. 軌道電子俘獲 母核俘獲核外軌道電子，使核內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，過(guò)渡到子核的同時(shí)，放出中微子 νe ，稱軌道 電子俘獲 eAZnAZ vYeX ??? ??1:EC代表第 n層電子， K層電子最容易－Ｋ俘獲。 nYXnYeXn WcMMWcmmmE ??????? 220 )()(46 EC條件是 2/),1(),( cWAZMAZMnYX ??? 由于 2mec2Wn， 因此 β+衰變的核總可發(fā)生俘獲 即兩同量異位素中 Z與 Z1原子量之差應(yīng)大于 n層 電子的結(jié)合能對(duì)應(yīng)的質(zhì)量。但電子具有 1/2 自旋，導(dǎo)致角動(dòng)量不守恒。 48 衰變前后電荷守恒，角動(dòng)量守恒，這要求中微子不帶電 ， 自旋必須是 1/2。 β 衰變的實(shí)質(zhì)：中子和質(zhì)子的相互轉(zhuǎn)化。從激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)會(huì)放出 γ光子稱 γ衰變 (躍遷 )。 a 、 γ衰變（輻射） 遵循：能量、動(dòng)量和宇稱等守恒。 b、 內(nèi)轉(zhuǎn)換 有些情況處于激發(fā)態(tài)的子核將能量交給核外的電子，使其電離，稱 內(nèi)轉(zhuǎn)換 n WEEE e 下上?放出的電子稱內(nèi)轉(zhuǎn)換電子，其動(dòng)能為 E上 ,E下 是核的上下兩能級(jí)， Wn是 n層電子結(jié)合能 51 c、穆斯堡爾效應(yīng)： 由于動(dòng)量守恒定律的限制，原子核在發(fā)射或吸收 γ光子時(shí)都要反沖而失去一部分能量，這樣就使 得處于自由狀態(tài)的原子核發(fā)射的 γ光子不會(huì)被其 它同類原子核共振吸收。 穆斯堡爾效應(yīng)先已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，成為測(cè) 量的高精度手段。 52 167。 目的： （ 1）更深入對(duì)核內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，并且制 造出許多自然界中不存在的放射性核素； （ 2）開(kāi)辟新能源。 若散射前后系統(tǒng)的總動(dòng)能不變，即原子核的內(nèi) 部能量不變，則稱為 彈性散射 。 54 二、核反應(yīng)所遵守的守恒定律： 1） 電荷數(shù)守恒 ：反應(yīng)前后反應(yīng)物和生成物的 電荷數(shù)的代數(shù)和相等； 2） 質(zhì)量數(shù)守恒 ：反應(yīng)前后反應(yīng)物和生成物的 質(zhì)量數(shù)之和相等； 3） 總質(zhì)量和總能量守恒 ：反應(yīng)前后反應(yīng)物和生 成物的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的總和相等；與總質(zhì)量相聯(lián) 系的總能量在反應(yīng)前后也不變。 55 三、核反應(yīng)能： 在核反應(yīng) X