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α、β、γ衰变的规律总结 万阳 2008011762 工物83 α衰变 β衰变 γ跃迁 定义 不稳定核自发地放出α粒子，并转变成另一种原子核的现象，成为α衰变； 核电荷Z发生改变，而核子数不变的自发衰变过程，称为β衰变； 原子核从激发态通过发射γ光子或其它过程跃迁到较低能态，称为γ跃迁或γ衰变； 发射的粒子的能量范围 4~9Mev 最大能量在几十kev~Mev Kev~Mev 反应式 ； ， ， ； ； 发生的条件（能量） MX(Z,A)MY(Z-2,A-4)+Mα(2,4) β-： MX(Z,A)MY(Z+1,A)orΔ(Z,A)Δ (Z+1,A) β+：MX(Z,A)MY(Z-1,A)+2meorΔ(Z,A)Δ(Z-1,A)+2mec2 EC： MX(Z,A)MY(Z-1,A)+εi/c2orΔ(Z,A) Δ(Z-1,A)+εi； 原子核处于激发态； 所采用的物理模型 穿透库仑势垒； 费米理论 单质子模型； α，β或γ的能量与衰变能的关系 ； Tβ=Eβmax≈E0 γ光子的动能近似等于衰变能：Eγ=E0-TR≈E0 影响衰变常数大小的因素有哪些？ 衰变能，原子序数 对于偶偶核： （其中A，B为常数，与原子序数有关） 用费米积分表示衰变常数， 表明λ与跃迁类型（轻子带走的角动量），以及衰变能，原子序数都有一定关系，其中λ~E05 在其它条件不变的情况下： λ随着衰变能的增大而增大， 随着γ带走角动量的增加（即跃迁级次）而减小， 电多级辐射，磁电多级辐射对应的衰变常数也不同 衰变能对衰变的影响 一般而言，衰变能越大，α粒子穿透库仑势垒概率越大，衰变常数越大，α衰变越容易发生； 萨金特定律：β衰变的半衰期与β粒子最大能量（λ~E05）存在很强的依赖关系；衰变能越大，衰变越容易发生； 其他条件一定的情况下，衰变能越大，γ跃迁概率越大，γ衰变越容易发生； 角动量对衰变的影响是怎样的？为什么？ α衰变过程中角动量守恒，这影响后面的选择定则；同时α粒子带走的角动量越小，衰变越容易发生，因为α粒子穿透势垒的离心势会变小。 在β衰变的孤立系统中，角动量守恒，轻子带走的轨道角动量越大，跃迁级次越高，即跃迁矩阵元越小，衰变越难发生 角动量守恒，（0→0跃迁不发射γ光子，这是由于无法提供γ光子的内禀角动量为1）影响后面的选择定则，同时角动量越大，跃迁概率越小，越难发生。 宇称对衰变的影响是怎样的？为什么？ 宇称守恒（在强相互作用和电磁相互作用中，宇称是守恒的）其中lα是α带走的总角动量（因为α自旋为0，故就等于它的轨道角动量） 宇称不守恒（弱相互作用中宇称不守恒），β衰变中放出电子和中微子，电子-中微子场与原子核的相互作用为弱相互作用；但在非相对论情况下，前后宇称满足： 其中L为轻子带走的角动量 宇称守恒，γ衰变为电磁力作用的结果，电磁相互作用中宇称守恒。 电多级辐射： 磁多级辐射： 其中L为γ带走的角动量（L=1） 发射粒子的能谱 分立谱，可以此测量原子核的能级图； β-和β+衰变中β粒子的能量是连续谱(三体问题),而EC衰变的中微子能量是分立谱； 分立谱，发射γ光子的能量也可用于测量原子核的能级图； 跃迁选择定则 1，角动量守恒： α的角动量： 2，宇称守恒： 允许跃迁：ΔI=0，±1 Δπ=+1； 一级禁戒跃迁：ΔI=0，±1，±2 Δπ=-1； n级禁戒跃迁：ΔI=±n,±(n+1) Δπ=(-1)n (光子的角动量： (光子的宇称： 电多级辐射： 磁多级辐射：