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1、1,2。5 g 衰变（或跃迁）,，衰变之后的原子核处于激发态，退激时发射 g 射线 。,g 射线是高能光子流 。,能量：MeV,X 射线能量： KeV 可见光能量： eV,2,衰变纲图,60Co （T=5.27Y）,b- 0.309 MeV(100%),2.5 MeV,1.33 MeV,0,60Ni,g1,g2,60Co 是放射性疗法治疗肿瘤的主要放射源。,3,g 衰变内转换：,内转换电子,正负电子对：,4,自由空间单个光子不能产生正负电子对！,No！,运动参照系m me,No！,电子对质心参照系 P = 0!,5,物质对射线的作用 1）光电效应：光子打出原子的外层电子，电子被发射出来或在物质
2、内部运动。 2）康普顿效应：光子和电子弹性碰撞。 3）电子对产生：光子的能量大于1.02MeV，在物质中产生正负电子对。但自由空间一个光子不能产生电子对。,6,光子在物质中衰减,吸收系数,7,光子的测量 光子产生的光电子，康普顿电子在高压下形成电脉冲，得到光子的信号。 目前的方法有NaI晶体，BaF晶体，闪烁体等。,光电倍增管,NaI,前置放大器,8,选择定则 电多极跃迁（EL）：E1， E2， E3，由电荷分布引起。 磁多极跃迁（ML）： M1， M2， M3，由电流和磁矩引起。 光子L=1，2，3，最小为 1。 多极 2L： 偶极，四极，八极， 辐射几率：,L,9,L=1:,宇称,其他 L
3、:,L,10,Examples:,练习：,11,60Co （T=5.27Y）,b- 0.309 MeV(100%),2.5 MeV，4+,1.33 MeV，2+,0， 0+,60Ni,?,?,59MeV, 2+,0, 5+,?,12,2.6 穆斯堡尔效应,如，铁-57 的14.4KeV 光子激发基态铁原子，应该有共振吸收。但是，实际的情况是No ！,13,2meV/14.4keV 1/10000000 ！,反冲能量：,E,14,能级宽度,G,I,hv,热运动还会使能级进一步展宽。 ER 比 G 大得多！,15,hv,能量差 2ER!,16,由于 g 射线的能量很高 （MeV），发射和吸收时原子
4、核都会强烈反冲，消耗掉部分能量，导致共振吸收不能发生。,穆斯堡尔效应: g 射线的无反冲吸收。,穆斯堡尔发现，把放射性原子核以及吸收体分别植入晶体，使放射性原子核和吸收体分别与晶体成为一个整体，质量大大增加，反冲能大大减小了，共振吸收现象出现 (1961 Nobel prize)。,17,b-,191Os,191Ir,最早的Mossbauer效应放射源。,锇191,191Ir,植入晶体,吸收体,18,运动的 g 源产生多普勒效应，引起频率的改变。,穆斯堡尔谱仪：,19,已经无反冲：,hv,u,u 的量级为 mm/s.,u (mm/s),透射率,吸收,20,Fe 的核能级结构,14.4 KeV,
5、透射率,-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8,u (mm/s),电四极矩引起的分裂,21,目前，用 57Fe 的 14.4 keV 谱线，测出共振宽度为 9.3 * 10-9 eV, 能量分辨率为 10-13 !,广义相对论的引力红移: 10-10 eV.,太阳光，白矮星的光可观察到引力红移。 地球表面也有引力红移现象，GPS.,22,2。7 放射系,一些放射性重元素发生接连衰变形成放射系。,自然界里有三类天然的放射系：铀系，钍系，锕系。见P317图5-13。这些放射性元素的寿命很长，与地质年代差不多。,2。8 核素分布图,Z 越大，中子数越多过质子数，目的是为了屏蔽质子的库仑排斥。在 b 稳定线以上（下）的元素有 b+ （ b- ） 放射性。,23,2.9 放射性的应用,示踪原子，农业，半导体中杂质的扩散，人体的生理生化过程，。,辐照：保鲜，辐照育种，g 无损探伤，放射性治疗肿瘤。,放射性断代技术。,比如，14C 鉴年法。大气层中， 14C有一个稳定的含量：14C : 12C = 1.3 * 10-12 （测定）. 这是由于宇宙射线中的质子在大气中产生中子，,
