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 > 3.3 β衰变 > 3.3.4 β-衰变
大家好
我们现在来讨论β-衰变
我们首先来看一下
β-衰变的形式
这里边我们看到的式子
就是β-衰变的形式
母核X衰变成了子核Y
以及一个负电子
和一个反电子中微子
考虑到能量守恒
我们知道
左边的能量和右边的能量
是一样的
左边的能量就是母核的质量
再乘c的平方
右边的能量
就是子核的质量乘上c的平方
加上电子的质量乘c的平方
加中微子质量乘c的平方
再加上子核
电子和反电子中微子
它们的动能之和
什么叫β衰变的反应能呢
或者衰变能呢
就是我们这个式子右边
子核、电子以及反电子中微子
它们的动能之和
这个我们称它为
β-衰变的衰变能
这个衰变能到底是多少呢
我们可以来把这个式子整理一下
根据这个式子
我们整理之后会知道
3个T之和就等于
左边的m减去右边的3个m
乘c的平方
把它写到这儿来
就是母核X的静止量
减去子核Y的静止量
再减去电子的静止量
发现中微子的静止量
在这没有体现
是因为我们假设
中微子的质量为零
这样就得到了这样一个式子
然后我们知道我们通常用的
并不是核的质量
而是原子的质量
因此要把小m变成大M
把小m变成大M呢
就是这样小m变成大M
减去Z个电子
那这里边母核
就是要扣掉Z个电子的质量
对于子核
要扣Z+1个电子的质量
因为子核是原子系数
比母核要高1的
电子就是它自己的质量
这样在经过整理之后
我们发现这Z个电子
这Z+1个电子
还有这个电子质量
是可以抵消掉的
因此β-衰变的衰变能
我们在最后整理之后会得到
发现是母核原子的质量
减去子核原子的质量
再乘c方
这就是β-的衰变能
另外一种简化的表示就是
子核的质量过剩
被母核的质量过剩一减
对应的能量
发生β-衰变的条件是什么呢
发生β-衰变的条件就是
衰变能要大于零
因此母核原子的质量
应该大于子核原子的质量
我们需要重复一下
是原子的质量
而不是原子核的质量
是要母核原子的质量
大于子核原子的质量
举个例子来看一看
氚是可以发生β-衰变的
氚发生β-衰变
就变成了He3和负电子
以及反电子中微子
这个衰变是可以发生的
原因是什么呢
原因就是母核的原子质量
重于子核的原子质量
母核氚原子和子核3H原子
质量差有多少呢
就是这里边3.0160497个
原子质量单位
减去3.0160297个原子质量单位
这个一减所对应的能量是多少呢
是18.63个KeV
这里边看到的这个图就是
氚衰变为He3
这个过程
β-衰变过程
所对应的衰变纲图
它的半衰期是12.33年
氚自身的基态自旋是1/2
宇称是正的
He3的它的基态自旋是1/2
宇称也是正的
什么样的核素
是可以发生β-衰变的呢
丰中子核素可以发生β-衰变
我们在天然放射系里边
可以看到丰中子核素
以及我们利用
重核的衰变裂变的时候
也可以看到丰中子核素
此外(n,γ)反应
也可以人为制造出一些
丰中子核素
这就是β-衰变
-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