当前课程知识点:核辐射物理及探测学 > 第三章 原子核的衰变 > 3.2 α衰变 > 3.2.3 α衰变的衰变能
下面我们来看一看
α衰变的衰变能
母核X衰变变成了
子核Y和α粒子
那么在衰变之前
我们可以看做母核是静止的
那母核当然不是静止的
因为热运动总是存在的
可是在α衰变的时候
这个变能通常是兆电子伏
也就是10的6次方个电子伏
那么热运动对应的能量
大概多少呢
是几十个毫电子伏
那么这两个差了
10的8次方这样一个量级
因此对于α衰变而言
我们把母核看作静止
这个近似是可以接受的
在这样的前提下
我们知道
这过程能量变化
那么初态
就反应之前只有母核
总能量是由它的静止量
所对应的能量决定的
反应之后呢
是由子核的静质量
所对应的能量
α粒子的质量对应的能量
以及子核Y
和α粒子的动能
这几项之和决定的
反应之前能量
等于反应之后的能量
如果我们考虑的
是所有的能量的话
那么这个天平是平衡的
母核X的静质量
子核Y静质量
子核α粒子静质量
以及2位的动能
所对应的动质量
这加起来
两边仍然是平衡的
那这里边什么叫衰变能呢
衰未能就是这边两个T
Tα和Ty
它是衰变前后的
静止量之差
我们感兴趣的衰变能
是Tα加Ty
它等于母核的静质量
减去子核y的静质量
再减去α粒子的静质量
这差所对应的能量
我们以原子质量M来代替
原子核的质量m
忽略电子结合能的差异
会得到下边的关系
衰变能等于什么呢
按道理等于这一项
但是我们用M来代替m
得到是这个
等于母核原子的
静质量对的能量
减去子核原子
减去子核原子的
对应的能量
再减去4He原子
所对应的能量
那么这个
我们再进一步整理
我们把原子质量的
与A对应部分扔掉
剩下就是质量过剩
那么E0等于什么呢
等于(Z,A)原子的质量过剩
减去(Z减2,A减4)
这个原子的质量过剩
再减去
4He原子的质量过剩
然后这个再进一步理解
又会变成子核的结合能
和α粒子的结合能减去
母核的结合能
那么这就是
α衰变能的表达式
那么最朴素的是这个式子
那么最后
我们经常用到的是这个式子
或者这个式子
那么一个α衰变
它是否有条件呢
那当然是有条件的
因为衰变是一个自发的过程
那么自发
必须要求衰变能是大于零的
那么E0大于零就要求
母核的原子质量
是要大于子核的原子质量
和4He原子质量的
我们画一个图
就意味着母核原子的重量
要超过子核原则重量和
4He原子的重量
举个例子来看看
Po210衰变成Pb206
和α粒子 这个过程
是不是可以发生了呢
那么就把Po210原子
Pb206元子
和4He原子的质量都写到这
那么写下来之后一减
我们发现
它的质量比它们俩质量
是要大的
大多少呢
大0.0058个
原子质量单位
一个原子质量单位931.5
那么乘完了之后
这个衰变能是多少呢
是5.402个兆电子伏
那么这个能量大于零
那么当然α衰变
是可以发生的
再看另外一个Cu64
是不是可以通过α衰变
来变成Co60呢
那么这个过程
我们把Cu64原子的
Co60原子的
4He原子质量都带进去
发现这个差是负值
负的0.0084个原子质量单位
那么既然负值
那么这就不是一个自发
可以发生的过程
因此Cu64
不可能发生α衰变
变成Co60
这就是α衰变的衰变能
-1.1 基础知识、常量与单位
-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语
-1.3 原子核的大小与稳定性规律
-1.4 原子核的结合能
-1.5 原子核的自旋
-1.6 原子核的磁矩与电矩
-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态
-课后作业--作业
-2.1 放射性衰变的基本规律
-2.2 递次衰变规律
-2.3 放射系
-2.4 放射规律的一些应用
-课后作业--作业
-3.1 原子核的衰变方式
-3.2 α衰变
-3.3 β衰变
-3.4 γ跃迁
-课后作业--作业
-4.1 核反应的概况
-4.2 核反应能和Q方程
-4.3 核反应截面和产额
-4.4 反应机制及核反应模型
-课后作业--作业
-6.1 辐射与物质相互作用概述
-6.2 重带电粒子与物质的相互作用
-6.3 快电子与物质的相互作用
-6.4 γ射线与物质的相互作用
-课后作业--作业
-7.1 统计学的基础知识
-7.2 放射性测量的统计误差
-7.3 电离过程的涨落与法诺分布
-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落
-7.5 时间间隔的统计分布
-课后作业--作业
-8.1 气体中离子与电子的运动规律
-8.2 电离室
--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分:能量分辨率
--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分:饱和特性、坪特性等
-8.3 正比计数器
-8.4 G-M计数管
-8.5 气体探测器小结
-课后作业--作业
-9.1 闪烁体
-9.2 光电倍增管
-9.3 闪烁探测器
-9.4 单晶闪烁谱仪
-课后作业--作业
-10.1 半导体与半导体探测器
-10.2 PN结半导体探测器
-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器
-10.4 其他半导体探测器
-课后作业--作业
-12.1 活度测量方法
-12.2 符合测量法
-12.3 γ能谱解析
-课后作业--作业
-13.1 中子的基本特性与分类
-13.2 中子源
-13.3 中子与物质的相互作用
-13.4 中子探测的特点与探测方法分类
-13.5 常用的中子探测器
-课后作业--作业