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 > 3.3.6 轨道电子俘获
下面我们来讨论一下
轨道电子俘获
大家看到的就是
轨道电子俘获的反应式
式子的左边是母核X
与一个轨道电子
式子的右边是
子核Y和一个正电子中微子
我们来看看能量关系
左边是母核的原子质量
乘c方加上
电子的质量乘c方
减去εi
那么右边是子核Y的质量乘c方
加上中微子的质量乘c方
再加上子核Y
和中微子的动能之和
那这里边εi是谁呢
是指的电子结合能
为什么会有这个结合能呢
是因为母核X
所俘获的这个电子
它并不是一个自由电子
而是一个束缚电子
因此它的总能量
是要扣除束缚过程中
所放出的结合能的
要扣掉这个εi
这样我们就可以再把轨道电子
俘获过程的这个衰变能整理一下
那就是这两个T之和
整理一下是多少呢
这个衰变能等于
母核的质量加上电子的质量
减去子核的质量
然后乘c方再扣掉εi
这样经过一番整理之后
我们得到的表达式是
在轨道电子俘获中
衰变能等于母核原子的质量
减去子核原子的质量
再减去被俘获电子的束缚能
或者是母核原子的质量过剩
减去子核原子的质量过剩
再减去被俘获电子的束缚能
那么发生轨道电子俘获的
条件是什么呢
是要求母核原子的质量
和子核原子的质量
这个差异是要大于εi
我们注意到这个i
它可能不是一个确定的一个数
它有可能是变化的
那么这个i可能是谁呢
这i可能是K可能是L
可能是M
所以K就是K正电子
我们知道原子核外的
电子里边的K层电子
是最容易被俘获的
那么外层的L、M等等
也是有机会被俘获的
但是机会更小
由于K层电子的束缚能是最大的
那么L层M层
越往外它的束缚是越小的
因此εK/c^2是大于εL/c^2的
有可能出现一种情况是
母核原子质量
与子核原子的质量之差
小于了εK/c^2
那么在这种情况下
发生K层的轨道电子俘获
就是不可能的
但是如果在这种情况下
MX-MY>εK/c^2
就是母核原子
和子核原子的质量差
是大于L层的εL/c^2
这时候L层的
轨道电子俘获就是可以发生的
所以我们就有
当衰变能不高的时候
K层俘获可能不能发生
而此时L层的俘获几率
就成为最大了
那么什么样的核素
能够发生β+衰变和ec(轨道电子俘获)呢
这是要缺中子核素才可以发生的
缺中子核素可以发生β+衰变
或者ec,轨道电子俘获
天然放射系中
是不存在缺中子核素的
我们需要利用(γ,n)
反应来制备缺中子核素
-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