核物理基礎(chǔ)與輻射防護(hù)

關(guān)于核物理基礎(chǔ)與輻射防護(hù)2009-05-301第1頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-302

1896年，Becquerel（獲1903年諾貝爾物理獎）在鈾礦物中發(fā)現(xiàn)射線。

分別叫做、、射線。

1、射線是氦核，帶正電荷，貫穿本領(lǐng)??；

2、射線是高速電子流，帶負(fù)電，貫穿本領(lǐng)較大；

3、射線是波長很短的電磁波，貫穿本領(lǐng)大。在磁場中發(fā)現(xiàn)，射線有三種成份：一種在磁場中偏轉(zhuǎn)，與帶正電荷離子流相同；一種在磁場中偏轉(zhuǎn)，與帶負(fù)電荷離子流相同；一種在磁場中不偏轉(zhuǎn)。(1852～1908)第2頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-303、β、γ輻射的穿透能力第3頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-304

放射性現(xiàn)象與原子核的衰變密切相關(guān)。

原子核的衰變：在沒有外界影響的情況下，原子核自發(fā)地發(fā)射粒子并發(fā)生改變的現(xiàn)象。

能自發(fā)地發(fā)射各種射線的核素稱為放射性核素，也稱為不穩(wěn)定核素。

放射性現(xiàn)象是由原子核的變化引起的，與核外電子狀態(tài)的改變關(guān)系很小。

原子核自發(fā)地發(fā)射各種射線的現(xiàn)象，稱為放射性。第4頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-305原子核衰變的主要方式

衰變衰變(包括－衰變、＋衰變和電子俘獲EC)衰變(或躍遷)(包括內(nèi)轉(zhuǎn)換IC)

中子發(fā)射、質(zhì)子發(fā)射、重核的自發(fā)裂變等第5頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3062.1放射性衰變的基本規(guī)律A、放射源中的原子核數(shù)目巨大。B、放射性原子核是全同的。C、放射性衰變是一個統(tǒng)計過程。

不能預(yù)測某一原子核的衰變時刻，但可以統(tǒng)計得到放射源中總的放射性原子核數(shù)目的減少規(guī)律；具體到每個放射性原子核的衰變來說，就是服從一定規(guī)律進(jìn)行衰變的一個隨機事件，可以用衰變概率表示。第6頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3071、放射性的指數(shù)衰減規(guī)律由統(tǒng)計性，以放射源總體考慮衰減規(guī)律：設(shè)：t

時刻放射性原子核的數(shù)目為N(t)，求解t～t+dt

內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù)目-dN(t)，它應(yīng)該正比于N(t)

和時間間隔dt

，于是有：第7頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-308(1)、衰變常數(shù)分子表示：t時刻單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的核數(shù)目，稱為衰變率，記作t

時刻放射性原子核總數(shù)衰變常數(shù)：一個原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的概率。2、放射性核素的特征量量綱為：[t]-1,如1/s，1/h，1/d，1/a

衰變率：第8頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-309(2)、半衰期T1/2放射性核數(shù)衰變一半所需的時間，記為T1/2

。即：量綱為：[t],如s，h，d，a第9頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3010(3)、平均壽命：平均壽命＝總壽命

/總核數(shù)在t~t+dt

時間內(nèi)衰變的原子核數(shù)為：這些核的壽命均為t，它們的總壽命為：而t

可能的取值為：0～，所以所有核的總壽命為：因此，平均壽命：第10頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3011(1)、放射性活度(Activity)即：定義：則：

活度定義：單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)。以A表示，表征放射源的強弱。3、放射性活度及其單位

放射源發(fā)出放射性粒子的多少，不僅與核衰變數(shù)有關(guān)，而且和核衰變的具體情況直接相關(guān)。一般情況，核率變數(shù)不等于發(fā)出粒子數(shù)。射線強度：單位時間內(nèi)放出某種射線的個數(shù)。第11頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3012(2)、活度單位常用單位居里(Ci)：法定計量單位為貝可(Bq)：較小的單位還有毫居(mCi)和微居(Ci)第12頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3013(3)、活度單位與其他幾個單位的比較活度單位其他單位單位居里(Ci)貝可(Bq)倫琴(R)拉德(rad)戈瑞(Gr)定義放射性物質(zhì)1s發(fā)生3.7×1010次核衰變?yōu)?Ci放射性物質(zhì)1s內(nèi)發(fā)生1次核衰變?yōu)?Bq使1kg空氣中產(chǎn)生2.58×10-4

C的電量的輻射量1g受照射物質(zhì)吸收10-5J的輻射能量為1rad1kg受照射物質(zhì)吸收1J的輻射能量為1Gr物理意義反映放射性的強弱由放射性物質(zhì)本身決定。反映放射性物質(zhì)產(chǎn)生的射線對其他物質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)大小的量不僅取決于放射性物質(zhì)的強弱，還取決于放射性的特性，以及接受射線的材料的性質(zhì)。第13頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3014(4)、比活度(SpecificActivity)定義為：單位質(zhì)量放射源的放射性活度。

比活度反映了放射源中放射性物質(zhì)的純度。即：單位為：Bq/g

或Ci/g第14頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30154、遞次衰變規(guī)律

許多放射性核素并非一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定，而是它們的子核仍有放射性，會接著衰變……直到衰變的子核為穩(wěn)定核素為止，這樣就產(chǎn)生了多代連續(xù)放射性衰變，稱之為遞次衰變或級聯(lián)衰變。設(shè)初始條件為：各衰變常數(shù)為：可以求出第n

個核素隨時間的變化規(guī)律：其中，系數(shù)為：第15頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3016放射性平衡(1)、暫時平衡

母體A的半衰期不是很長，但比子體B的半衰期長，即或時，

則在觀察時間內(nèi)可看出母體A

放射性的變化，以及子體B

的核數(shù)目在時間足夠長之后，將和母體的核數(shù)目建立一固定的比例，此時子體B

的變化將按母體的半衰期衰減。這時建立的平衡叫暫時平衡。對于多代連續(xù)放射性衰變：

只要母體A1的衰變常數(shù)1

最小，就會建立起按A1的半衰期進(jìn)行衰變的暫時平衡體系。

建立平衡之后，各代放射體的數(shù)量及活度之比不隨時間變化，且均各代按1

進(jìn)行衰變。第16頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3017(2)、長期平衡

當(dāng)母體A的半衰期較長，且比子體B的半衰期長得多時，即或

則在觀察時間（遠(yuǎn)小于母體A的半衰期）內(nèi)，看不出母體A放射性的變化；在相當(dāng)長時間以后，子體B

的核數(shù)目和放射性活度達(dá)到飽和，并且子母體的放射性活度相等。這時建立的平衡叫長期平衡。對于多代連續(xù)放射性衰變：

只要母體A1的衰變常數(shù)1

足夠?。ㄇ易钚。?，就會建立起按A1的半衰期進(jìn)行衰變的長期平衡體系。

各代放射體的數(shù)量之比不隨時間變化；各代子體的放射性活度都等于母體的放射性活度，且均按1

進(jìn)行衰變。第17頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3018(3)、不成平衡——逐代衰變當(dāng)母體A的半衰期比子體B的半衰期短時，即或

這時建立不起平衡，母體A按指數(shù)規(guī)律較快衰減；而子體B的數(shù)目從零逐步增加，過極大值后較慢衰減，當(dāng)時間足夠長時，子體B則按自己的衰變常數(shù)2衰變。這種情況也稱為逐代衰變。對于多代連續(xù)放射性衰變：如果上代的核素都比下代的核素衰變的快，即有:

那么，隨著時間的流逝，將會形成逐代衰變現(xiàn)象。首先是第一代衰變完，接著第二代，第三代，…，逐代衰變完。而且各自按自己的衰變常數(shù)衰變。第18頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3019小結(jié)：

經(jīng)過足夠長時間之后，多代連續(xù)放射性衰變過程將出現(xiàn)暫時平衡、長期平衡或逐代衰變等現(xiàn)象。實際往往三種交織在一起。

母核衰變比子核衰變快的，母核就按逐代衰變先衰變掉了；如果這個子核比下一代子核衰變慢，則形成暫時平衡。暫時平衡體系總要衰變掉，這樣下去，總會出現(xiàn)半衰期最長的核素形成長期平衡。地球上目前存在的放射系就是衰變留下的處于長期平衡的多代連續(xù)衰變體系。第19頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3020放射系

地球的年齡大約有10億年。經(jīng)過漫長的時間后，還能保存下來的天然放射系，其母核(或衰變鏈中的子核)的半衰期都很長，要和地球年齡相近或更長，目前發(fā)現(xiàn)地球上還存在著三個天然放射系，分別為：釷系，鈾系和錒系第20頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3021(1)、釷系（4n系）釷系從開始，經(jīng)過連續(xù)10次衰變，最后到達(dá)穩(wěn)定核素是4的整數(shù)倍的質(zhì)量數(shù)子體中半衰期最長為5.75a，所以釷系建立起長期平衡需要幾十年時間。(2)、鈾系（4n+2系）鈾系從開始，經(jīng)過連續(xù)14次衰變，最后到達(dá)穩(wěn)定核素是4的整數(shù)倍+2的質(zhì)量數(shù)子體中半衰期最長為2.45×105a，所以鈾系建立起長期平衡需要幾百萬年時間。第21頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3022(3)、錒系（4n+3系）錒系從開始，經(jīng)過連續(xù)11次衰變，最后到達(dá)穩(wěn)定核素是4的整數(shù)倍+3的質(zhì)量數(shù)子體中半衰期最長為3.28×104a，所以錒系建立起長期平衡需要幾十萬年時間。(4)、（4n+1系）镎系是4的整數(shù)倍+1的質(zhì)量數(shù)天然放射系中缺少4n+1放射系，人工造成。镎系從開始，經(jīng)過連續(xù)11次衰變，最后到達(dá)穩(wěn)定核素。半衰期2.14×106a比地球年齡小很多第22頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30235、放射性規(guī)律的應(yīng)用

放射性的應(yīng)用很廣泛，這里只討論衰變規(guī)律本身的應(yīng)用例子。(1)、放射源活度修正(2)、確定放射源活度和制備時間(3)、確定放射源性質(zhì)(4)、確定遠(yuǎn)期年代(5)、短壽命核素發(fā)生器第23頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3024(1)、放射源活度修正

典型應(yīng)用：已知一個放射源某時的活度，求現(xiàn)在的活度。根據(jù)：

若放射源已知，則已知，根據(jù)已知條件A(0)

和t

可以求出現(xiàn)在或某時該源的活度。第24頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3025例：單一放射性核素137Cs

，1984年3月9日制備時的質(zhì)量為W=210–5g。已知137Cs的原子量A=136.907，半衰期T1/2=30.17年。請計算該源20年后的放射性活度。先來計算1984年源制備時的137Cs核數(shù)，解：根據(jù)：第25頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30261984年137Cs源的放射性活度：20年后137Cs源的放射性活度：137Cs的衰變常數(shù)：

137Cs源經(jīng)過20年，其放射性活度減弱為原來的63％。第26頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3027(2)、確定放射源活度和制備時間

典型應(yīng)用：在人工制備放射源時，確定制備的源的活度和最佳制備時間。

地球上的1600多種放射性核素大部分是人工制造的，如：核燃料239Pu，強中子物質(zhì)252Cf等。反應(yīng)堆制備(豐中子核素)：強中子流照射靶核，靶核俘獲中子生成放射性核；反應(yīng)堆中子引起重核裂變，從裂變碎片中提取放射性核素。加速器制備(缺中子核素)：主要通過帶電粒子核反應(yīng)獲得反應(yīng)生成核。第27頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3028

若在人工制備放射源時，帶電粒子束或中子束的強度是一定的，則放射性核素的產(chǎn)生率P也是恒定的，而源在制備過程中同時又在衰變。因此放射性核素的變化率為:利用初始條件t=0時，N(t)=0，解方程得：第28頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3029

若要A(t)

達(dá)到P

的99％，則需要時間為t=6.65T1/2。則活度為：定義：飽和因子S，人工放射性生長曲線人工放射性活度隨時間的變化：t/T1/20.5123456A/P0.2930.5000.7500.8750.9380.9690.985第29頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3030(3)、確定放射源性質(zhì)

典型應(yīng)用：在人工制備放射源時，確定其組成是很重要的，因這和其放射性活度及輻射的粒子密切相關(guān)。這個過程會達(dá)到長期平衡，平衡后，原純90Sr源，變?yōu)?0Sr和90Y共存的源，并以母核的半衰期衰變。這時源活度是純90Sr源的兩倍，發(fā)射的粒子能量也有了變化。由于：例如要制備放射源，第30頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3031(4)、放射性鑒年法——確定遠(yuǎn)期年代(1)、14C斷代年代法14C:具有放射性，半衰期

5730

年。主要用于考古學(xué)中的年代測定。14C從哪來的？大氣中：活生物體內(nèi)的12C與14C含量之比與大氣中相當(dāng)。宇宙射線與大氣層中核發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生中子。

第31頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3032可以算得：

1g有生命機體的C中含14C約61010個，每分鐘發(fā)生衰變的14C約14個。

當(dāng)生命結(jié)束后，生物體停止與大氣的C交換。其體內(nèi)14C不斷衰變，數(shù)目不斷減少。而其體內(nèi)12C的數(shù)目保持不變。通過測量： 1、14C的放射性活度，

2、測量14C核素數(shù)目，都可以測定生物體死亡距今的年代。加速器質(zhì)譜(AMS)方法可以直接測量核素的數(shù)目。斷代方法：將古代樣品含量比與現(xiàn)代參考樣品含量比比較，可以確定生物體死亡距今的時間

t

：第32頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3033(2)、地質(zhì)放射性鑒年法——利用長壽命核素的衰變

早期利用鈾系、錒系等放射系，母體半衰期與地球年齡相當(dāng)；后來發(fā)展利用40K、87Rb等長壽命核素。設(shè)：巖石生成時刻t0，母核數(shù)Np(t0)，子核數(shù)Nd(t0)=0

測量時刻t1，母核數(shù)Np(t1)，子核數(shù)Nd(t1)

(穩(wěn)定)第33頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3034由方程解得：

由母核衰變常數(shù)、t1時刻子核母核數(shù)之比，就可求出樣品年代。令第34頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3035(5)、短壽命核素發(fā)生器

核醫(yī)學(xué)、放射醫(yī)學(xué)等需要短壽命的放射性核素，如99mTc(T1/2=6.02h)、113mIn(T1/2=104m)等。

問題是：如何將生產(chǎn)的這些短壽命放射性核素運輸?shù)结t(yī)院等需要使用它們的地方？“母牛”：利用連續(xù)衰變系列。

母牛原理：壽命較長的核素不斷產(chǎn)生短壽命子體，需要時，將子體分離出來，而母體繼續(xù)不斷衰變生長出子體。第35頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3036例如：“母?！薄?/p>

由于T1/2(99Mo)>T1/2(99mTc)

，體系可建立暫時平衡。

當(dāng)t=tm時，子核放射性活度最大，第36頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30372.2衰變

衰變：不穩(wěn)定核自發(fā)地放出粒子而蛻變的過程.放射性核素一般為重核，質(zhì)量數(shù)>140

衰變放出的粒子能量在4～9MeV范圍

衰變半衰期范圍很寬，10-7s～1015a衰變基本特點：第37頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30381、衰變能及衰變發(fā)生的條件2、衰變過程中粒子的動能3、衰變能與核能級的關(guān)系4、衰變能與衰變常數(shù)的關(guān)系第38頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3039母核X

衰變?yōu)樽雍薡

和一個

a

粒子.1、衰變能及衰變發(fā)生的條件BeforeParent衰變前，母核X靜止，根據(jù)能量守恒定律：AfterDaughterTYaT衰變前靜止質(zhì)量衰變后靜止質(zhì)量衰變后動能第39頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3040定義：衰變能E0

為子核Y

和a

粒子的動能之和，也就是衰變前后靜止質(zhì)量之差即：衰變前后靜止質(zhì)量的質(zhì)量虧損以原子質(zhì)量M代替核質(zhì)量m，并忽略電子結(jié)合能

有或第40頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3041

衰變發(fā)生的條件：

衰變前母核原子質(zhì)量必須大于衰變后子核原子質(zhì)量和氦原子質(zhì)量之和。第41頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3042例如，原子質(zhì)量分別為：209.9829u，205.9745u，4.0026u。M>0，E0>0，可以發(fā)生衰變。又如，原子質(zhì)量分別為：63.9298u，59.9338u，4.0026u。M<0，E0<0，不可能發(fā)生衰變。第42頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3043利用質(zhì)量虧損m的定義：

衰變能還可用質(zhì)量虧損m表示

假設(shè)結(jié)合能隨(Z,A)的變化是平滑的代入結(jié)合能半經(jīng)驗公式，可得到衰變能隨(Z,A)的變化關(guān)系E0(Z,A)穩(wěn)定線上原子核的衰變能隨A的變化曲線第43頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30442、衰變過程中粒子的動能衰變前，母核X靜止，根據(jù)能量守恒定律：BeforeaAfterParentDaughterTYT衰變前，母核X靜止，根據(jù)動量守恒定律：第44頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3045那么：所以：可以通過測量

粒子的能量得到衰變能。第45頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30463、衰變能與核能級的關(guān)系ParentaDaughterTY1T1aDaughterTY2T2aDaughterTYnTn

單一能級衰變的母核的不同衰變能反映了子核有多個能級，且能級能量可以由衰變能求出。第46頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30474、衰變能與衰變常數(shù)的關(guān)系實驗發(fā)現(xiàn)，衰變能與衰變常數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系：其中系數(shù)a、b或A、B對同一元素是常數(shù)。結(jié)論：衰變常數(shù)隨粒子能量劇烈變化。部分偶偶核從基態(tài)到基態(tài)的衰變半衰期與粒子能量的關(guān)系。第47頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3048即使能量較低，但粒子總有一定概率P穿透勢壘。雖然動能但根據(jù)量子力學(xué)的勢壘穿透理論，“隧道效應(yīng)”5、衰變機制在核內(nèi)粒子受到核力吸引，在核外將受到庫侖力的排斥。

第48頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30492.3衰變衰變：核電荷數(shù)改變而核子數(shù)不變的自發(fā)核衰變過程.衰變基本特點：放射性核素遍及整個元素周期表

衰變發(fā)射粒子能量在幾十KeV～幾MeV

衰變半衰期范圍為，10-3s～1024a衰變主要包括-衰變、+衰變和軌道電子俘獲三種形式。第49頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30501、衰變與中微子理論譜是連續(xù)的20世紀(jì)20年代末的物理學(xué)危機.1、連續(xù)能譜與量子體系及能量守恒定律的矛盾？2、既然核中無電子，那么－衰變出的電子從哪里來？第50頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3051難題1：如何解決連續(xù)能譜與量子體系的矛盾？假設(shè)1：子核有很多能級，以至于母核到子核衰變的能譜連續(xù)？

要求相應(yīng)要有連續(xù)的能譜，與實驗矛盾。假設(shè)2：發(fā)射單能粒子，隨后與軌道電子作用損失能量？

要求相應(yīng)所有電子總能量都等于最大能量，與實驗矛盾。第51頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3052Pauli的假設(shè)1930年12月4號，在一封信中,

Pauli

暗示

b

衰變能譜可以通過在衰變中除了b粒子，還發(fā)射出一個中性粒子，該粒子自旋為1/2，質(zhì)量很小，與其他物質(zhì)作用截面很小來解釋。他稱這種粒子為

neutron.這個假設(shè)挽救了能量、動量和角動量守恒定律。

Pauli

直到1933年才正式宣布他的

假說,這時

Chadwick

發(fā)現(xiàn)

neutron

已經(jīng)一年了，這個

neutron

和

Pauli

當(dāng)時預(yù)言的有很大不同.1934年，EnricoFermi

用

Pauli的假說

建立了他的

b

衰變的量子理論，并給

Pauli

假設(shè)的粒子命名為

neutrino.隨后幾年證明，F(xiàn)ermi

理論是對

b

衰變實驗非常成功的解釋.

第52頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3053新問題是Pauli預(yù)言的粒子存在嗎？1956年，賴因斯和考恩發(fā)現(xiàn)反中微子。1952年，戴維斯在王淦昌的建議下發(fā)現(xiàn)中微子存在的間接證據(jù)。1968年，戴維斯發(fā)現(xiàn)中微子。第53頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3054中微子基本性質(zhì)：(1)電荷為零。(2)自旋為1/2,遵從費米統(tǒng)計。(3)質(zhì)量～0,質(zhì)量上限不超過7.3eV。(4)

磁矩非常小，上限不超過106N。

(5)

與物質(zhì)的相互作用非常弱，屬弱相互作用，作用截面~1043cm2，通常物質(zhì)的原子密度n~1022cm－3，平均自由程l為：第54頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3055中微子和反中微子：互為反粒子，有相同的質(zhì)量、電荷、自旋、磁矩。差別：

1.自旋方向不同；中微子自旋方向與運動方向相反，左旋粒子；反中微子自旋方向與運動方向相同，右旋粒子。

2.相互作用性質(zhì)不同。第55頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3056難題2：解決－衰變中電子的來源問題？Fermi的衰變理論(1934)：

中子和質(zhì)子是核子的兩個不同狀態(tài)，它們之間的轉(zhuǎn)變相當(dāng)于兩個量子態(tài)之間的躍遷，在躍遷過程中放出電子和中微子，它們事先并不存在于核內(nèi)。－衰變的本質(zhì)是核內(nèi)一個中子變?yōu)橘|(zhì)子，＋和EC的本質(zhì)是一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?，?dǎo)致產(chǎn)生電子和中微子的是弱相互作用。－：＋：EC：第56頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30572、－衰變表達(dá)式：母核X

衰變?yōu)樽雍薡、一個

電子

和一個反中微子，核中一個中子變?yōu)榱速|(zhì)子。衰變前，母核X靜止，根據(jù)能量守恒定律：衰變前靜止質(zhì)量衰變后靜止質(zhì)量衰變后動能第57頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3058定義：-衰變能E0

為反中微子和粒子的動能之和，也就是衰變前后靜止質(zhì)量之差。即：衰變前后靜止質(zhì)量的質(zhì)量虧損以原子質(zhì)量代替核質(zhì)量，并忽略電子結(jié)合能

有或第58頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-3059－

衰變發(fā)生的條件：

衰變前母核原子質(zhì)量必須大于衰變后子核原子質(zhì)量。

電荷數(shù)分別為Z和Z＋1的同量異位素，只要前者的原子質(zhì)量大于后者，就能發(fā)生-衰變。第59頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009-05-30603、＋衰變表達(dá)式：母核X

衰變?yōu)樽雍薡、一個

正電子

和一個中微子，核中一個質(zhì)子變?yōu)榱酥凶?。衰變前，母核X靜止，根據(jù)能量守恒定律：衰變前靜止質(zhì)量衰變后靜止質(zhì)量衰變后動能第60頁，共69頁，2022年，5月20日，1點39分，星期五2009