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3.4.1 什么是γ跃迁?在线视频

3.4.1 什么是γ跃迁?

下一节:3.4.2 γ跃迁的多极性与主要特点

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3.4.1 什么是γ跃迁?课程教案、知识点、字幕

下面我们来看一看γ跃迁

首先什么是γ跃迁

对于大部分α衰变β衰变

以及大部分核反应而言

其生成的子核都是处于激发态的

处于激发态的原子核

是不稳定的它要退激

退激的方式可能是发出γ射线

也可能是发射内转换电子

这个过程我们就称之为γ跃迁

也可称之为γ跃迁衰变

下面我们来看一看

γ跃迁的一般性质

γ跃迁有这样的基本特点

它是同中子

同质子

原子核之间的变化

就是N和Z都是不变的

仅仅是能量状态之间的改变

这是第一点

第二所发射的粒子能量

γ射线或者内转换电子

能量在几个keV到十几个兆电子伏这样一个

比较大的范围之内

第三

γ衰变发生速度总是比较快的

它的半衰期范围呢典型的是在

10^-16s到10^-4s这样一个范围

虽然我们后面也会看到

还有比10^-4s更大的

但是主要在这样

在这样一个范围之内

它包括我们前面所说的

γ光子发射和内转换电子发射

这两种形式

γ光子有什么样的特点呢

首先γ光子的静质量为零

它的动质量是Eγ/c^2

或者说hν/c^2

这是它的动质量

γ光子的动量呢

p=mc=hν/c或者等于h/λ

这里边λ是光子波长

h是普朗克常数

ν是光子频率

γ射线的波长大约有多长呢

我们来看一看

hν=hc/λ

因为ν等于光速除波长

hc是个常数

它是1239.8

兆电子伏·飞米

如果λ我们也用飞米来表示的话

这个式子就是它的一个具体的数值表现

波长到底多长呢

就是以fm为单位的时候

光子波长等于1239.8除上hν

hν我们以MeV为单位

所以从这个式子我们可以看出

如果你面对的是一个1MeV的γ射线

它的波长是多少呢

就是1239.8飞米

这是它的波长

γ光子的内禀自旋为1

就是一个h拔

我们知道自旋是整数的

那就是玻色子

所以γ光子是玻色子

并且γ光子是纵向极化的

另外γ光子是中性粒子

它不带电

在γ衰变中说衰变能怎么样呢

衰变能反映的是衰变前后能级的能量差

比如说衰变之前是在这个状态

衰变之后在这个状态

Ei和Ef

Ei和Ef的能量差

对应的就是衰变能

我们知道γ衰变母核变成子核和γ光子

这样一个过程

因此衰变能是会被子核和

γ光子所分享的

因此衰变能就等于TR加上Eγ

Eγ就是γ光子的能量

TR这个R是反冲核的意思

就tr是反冲核的动能

由于反冲核所获得的动能

实际上是很小的

因此基本上我们可以近似认为

γ光子能量 Eγ是约等于E0的

E0是Ei-Ef

所以y光子的能量就

基本约等于Ei-Ef

一次通常只会发射一个γ射线

我们就可以根据动量守恒来

稍微计算一下核反冲的动量

核反冲的动能是多少

γ光子所带走的动量

和反冲核所带走的动量

大小相同方向相反近似都等于hν/c

根据动量不难算出反冲的动能是多少

就是反冲核的动能

等于1/2的MR乘上它的速度平方

这里边我们用动量来表示

经过整理之后会得到

反冲核的动能

与衰变能之间的关系

反冲核的动能

等于衰变能乘上一个系数

这个系数呢

是多大的一个系数呢

我们举个例子来看

比如说铯-137衰变成钡-137

再产生一个γ射线

这个过程

这个过程子核的衰变能是多少呢

反冲的核是钡-137

我们就需要在这个式子里边

带入钡-137的参数

下面这个MR就应该是钡-137

它的质量

我们查表就可以把钡-137的数据代进去

上面这E0

就是这个过程所放出的γ射线的能量

0.662个MeV

整理下来看一看

我们发现

钡-137就是子核

所获得的反冲能占整个γ衰变的反应能

0.662MeV中的多少呢

百万分之2.6

所以这是很小的一个数量

所以我们确实可以说

在γ衰变里边

子核的反冲能是极小的一部分

我们可以近似地认为

γ光子的能量就是

γ衰变总的反应能

所以有这样的结论

子核的反冲能通常是很小的

它仅承担了衰变能的10^-5或者更小

对于这样一个小的差异

我们现有的探测器是很难测量到的

这就是γ跃迁的一般性质

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第一章 原子核的基本性质

-1.1 基础知识、常量与单位

--1.1.1 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

--1.2.1 原子核的构成

--1.2.2 原子核的表示方法

--1.2.3 一些原子核相关的术语

-1.3 原子核的大小与稳定性规律

--1.3.1 原子核的大小

--1.3.2 核力的基本特性

--1.3.3 β稳定曲线及原子核的稳定性规律

--1.3.4 核势垒

-1.4 原子核的结合能

--1.4.1 质量亏损与质量过剩

--1.4.2 原子核的结合能与比结合能

--1.4.3 液滴模型

-1.5 原子核的自旋

--1.5.1 原子核的自旋

-1.6 原子核的磁矩与电矩

--1.6.1 原子核的磁矩

--1.6.2 原子核的电矩

-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态

--1.7.1 原子核的统计性质

--1.7.2 原子核的宇称

--1.7.3 原子核的能态

-课后作业--作业

第二章 原子核的放射性

-2.1 放射性衰变的基本规律

--2.1.1放射性的发现

--2.1.2原子核的放射性

--2.1.3衰变纲图

--2.1.4放射性衰变的基本规律

--2.1.5描述放射性的特征量

--2.1.6 放射性活度、比活度、射线强度

-2.2 递次衰变规律

--2.2.1 递次衰变规律

--2.2.2 放射性平衡与逐代衰变

-2.3 放射系

--2.3.1 放射系

-2.4 放射规律的一些应用

--2.4.1 放射源活度修正和源性质分析

--2.4.2 放射源制备时间与放射源活度确定

--2.4.3 碳-14断代年代法

--2.4.4 地质放射性鉴年法

--2.4.5 短寿命核素发生器

-课后作业--作业

第三章 原子核的衰变

-3.1 原子核的衰变方式

--3.1.1 原子核的衰变方式

-3.2 α衰变

--3.2.1 α衰变的形式

--3.2.2 α衰变的特点

--3.2.3 α衰变的衰变能

--3.2.4 α衰变与核能级图

--3.2.5 α衰变的衰变常数

-3.3 β衰变

--3.3.1 什么是β衰变?

--3.3.2 中微子假说

--3.3.3 中微子的性质

--3.3.4 β-衰变

--3.3.5 β+衰变

--3.3.6 轨道电子俘获

--3.3.7 β衰变三种类型小结

--3.3.8 β衰变的费米理论与选择定则

--3.3.9 β能谱形状与库里厄图

--3.3.10 衰变常数与比较半衰期

-3.4 γ跃迁

--3.4.1 什么是γ跃迁?

--3.4.2 γ跃迁的多极性与主要特点

--3.4.3 γ跃迁几率与选择定则

--3.4.4 同质异能跃迁

--3.4.5 内转换

-课后作业--作业

第四章 原子核反应

-4.1 核反应的概况

--4.1.1 原子核反应相关概念

--4.1.2 核反应中的第一

--4.1.3 核反应的分类

--4.1.4 核反应中的守恒定律

-4.2 核反应能和Q方程

--4.2.1 核反应能

--4.2.2 Q方程

--4.2.3 Q方程的应用

--4.2.4 实验室坐标系和质心坐标系

--4.2.5 核反应阈能

--4.2.6 L系和C系中出射角的关系

-4.3 核反应截面和产额

--4.3.1 核反应截面

--4.3.2 微分截面和角分布

--4.3.3 L系和C系中反应截面的关系

--4.3.4 反应产额

-4.4 反应机制及核反应模型

--4.4.1 核反应的三阶段描述和各截面的关系

--4.4.2 核反应的光学模型

--4.4.3 复合核模型

--4.4.4 共振和共振公式

--4.4.5 (n,γ)反应的1/v规律

-课后作业--作业

第六章 射线与物质相互作用

-6.1 辐射与物质相互作用概述

--6.1.1 射线(辐射)及射线的分类

--6.1.2 带电粒子与物质原子的碰撞过程

--6.1.3 能量损失率、比能损失或阻止本领

-6.2 重带电粒子与物质的相互作用

--6.2.1 重带电粒子与物质相互作用的特点

--6.2.2 电离能量损失规律:Bethe公式

--6.2.3 对Bethe公式的讨论

--6.2.4 Bragg曲线与能量歧离

--6.2.5 能量损失的Bragg加法法则

--6.2.6 重带电粒子的射程及射程歧离

--6.2.7 阻止时间

-6.3 快电子与物质的相互作用

--6.3.1 快电子与物质相互作用的特点

--6.3.2 辐射能量损失规律

--6.3.3 快电子的能量损失率

--6.3.4 快电子的吸收与射程

--6.3.5 快电子的散射与反散射

--6.3.6 正电子湮没

--6.3.7 带电粒子与物质相互作用小结

-6.4 γ射线与物质的相互作用

--6.4.1 能谱的概念

--6.4.2 γ射线与物质相互作用的特点

--6.4.3 光电效应(物理、能量、截面)

--6.4.4 康普顿效应

--6.4.5 电子对效应

--6.4.6 三种效应的比较

--6.4.7 其他作用过程

--6.4.8 γ射线的衰减规律

--6.4.9 关于中子与物质相互作用的说明

-课后作业--作业

第七章 辐射测量的数理统计基础

-7.1 统计学的基础知识

--7.1.1 伯努利实验

--7.1.2 二项分布

--7.1.3 泊松分布

--7.1.4 高斯分布

--7.1.5 串级变量

-7.2 放射性测量的统计误差

--7.2.1 核衰变数的涨落

--7.2.2 放射性测量的统计误差

-7.3 电离过程的涨落与法诺分布

--7.3.1 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

--7.4.1 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

--7.5.1 相邻信号脉冲(或粒子)的时间间隔

--7.5.2 相邻“进位脉冲”的时间间隔

-课后作业--作业

第八章 气体电离探测器

-8.1 气体中离子与电子的运动规律

--8.1.1 气体中离子与电子的运动规律

-8.2 电离室

--8.2.1 电离室的工作机制

--8.2.2 脉冲电离室及其输出信号

--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

--8.2.5 累计电离室

-8.3 正比计数器

--8.3.1 正比计数器的工作原理

--8.3.2 正比计数器的输出信号

--8.3.3 正比计数器的主要性能指标

-8.4 G-M计数管

--8.4.1 GM计数管的工作机制

--8.4.2 有机自熄GM计数管

--8.4.3 卤素自熄GM计数管

--8.4.4 自熄GM计数管的输出信号和主要性能指标

-8.5 气体探测器小结

--8.5.1 气体探测器小结

-课后作业--作业

第九章 闪烁探测器

-9.1 闪烁体

--9.1.1 闪烁体及其分类

--9.1.2 闪烁体的主要物理特性

--9.1.3 闪烁光的收集

-9.2 光电倍增管

--9.2.1 光电倍增管及其主要性能

-9.3 闪烁探测器

--9.3.1 闪烁探测器输出信号的物理过程及输出回路

--9.3.2 闪烁探测器的输出信号

--9.3.3 闪烁探测器输出信号的涨落

-9.4 单晶闪烁谱仪

--9.4.1 单晶闪烁谱仪的构成和主要性能指标

-课后作业--作业

第十章 半导体探测器

-10.1 半导体与半导体探测器

--10.1.1 半导体探测器及其基本特点

--10.1.2 半导体的基本性质

-10.2 PN结半导体探测器

--10.2.1 PN结半导体探测器的工作原理

--10.2.2 PN结半导体探测器的输出信号

--10.2.3 PN结半导体探测器的主要性能

-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器

--10.3.1 锂漂移半导体探测器

--10.3.2 高纯锗半导体探测器

--10.3.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器的性能与应用

-10.4 其他半导体探测器

--10.4.1 其他半导体探测器

-课后作业--作业

第十二章 核辐射测量方法

-12.1 活度测量方法

--12.1.1 辐射测量关心的问题

--12.1.2 活度测量的相对法与绝对法

--12.1.3 影响活度测量的因素

--12.1.4 α放射性样品活度的测量

--12.1.5 β放射性样品活度的测量

-12.2 符合测量法

--12.2.1 什么是符合?

--12.2.2 真符合

--12.2.3 反符合

--12.2.4 延迟符合

--12.2.5 符合曲线

--12.2.6 偶然符合

--12.2.7 真偶符合比

-12.3 γ能谱解析

--12.3.1 γ能谱解析

-课后作业--作业

第十三章 中子及中子探测

-13.1 中子的基本特性与分类

--13.1.1 中子的基本特性与分类

-13.2 中子源

--13.2.1 中子源

-13.3 中子与物质的相互作用

--13.3.1 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

--13.4.1 中子探测的特点与探测方法分类

-13.5 常用的中子探测器

--13.5.1 常用的中子探测器

-课后作业--作业

3.4.1 什么是γ跃迁?笔记与讨论

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