1、衰變的基本理論衰變子核Y輻射解釋衰變能和衰變常量的依賴關系粒子是怎樣從原子核中發射出來的？衰變的基本理論原子核的衰變幾率衰變幾率是原子核內部在不穩定狀態存在時間的重要反映，對衰變幾率的研究有利于了解原子核的衰變機制和結構規律。粒子與原子核的相互作用粒子受力情況核力（吸引力）庫侖力（排斥力） 原子核是由質子和中子組成的聚集體 質子和中子稱為核子 把核子約束在核內的力是一種新的力核力，是核子之間的相互作用力。 原子核 質子中子質子中子質子中子粒子與原子核的相互作用核力的定義兩核子之間的萬有引力為:(r=1fm)兩個質子之間的庫侖斥力為: 1.8610-34N FQ FG粒子與原子核的相互作用電磁作

2、用強相互作用引力相互作用粒子與原子核的相互作用（1）核力是比電磁力更強的一種相互作 用力； （2）核力是一種短程力；（3）核力是具有飽和性的交換力；（4）核力與核子的電荷狀態無關；（5）核力和核子的自旋同位旋狀態有關；（6）核力具有非中心力的成分。 核力的基本性質粒子與原子核的相互作用由此可見核力比電磁力強102103倍強度表示方法: 1-10核力是比電磁力更強的相互作用 通常原子中電子的結合能為 1eV10eV 而原子核中核子的結合能1MeV10MeV粒子與原子核的相互作用粒子與原子核的相互作用粒子的勢能庫侖勢壘概念：勢阱、勢阱深度和庫侖勢壘粒子的庫侖勢壘高度粒子的勢能庫侖勢壘經典理論的困難

3、經典理論不能解釋衰變衰變能比庫侖勢壘低 1928年，伽莫夫（G.Gamov）,康登（E.V.Condon）和格尼(R.W.Gurney)用量子力學觀點，正確地解釋了衰變現象隧道效應無法用經典力學的觀點來解釋。因粒子的能量小于區域中的勢能值U0，若粒子進入區，就必然出現“負動能”，這是不可能發生的。但用量子力學的觀點來看，粒子具有波動性，其運動用波函數描述，而波函數遵循薛定諤方程，從薛定諤方程的解就可以知道粒子在各個區域出現的概率密度，從而能進一步得出粒子穿過勢壘的概率。該概率隨著勢壘寬度的增加而指數衰減。因此，在宏觀實驗中，不容易觀察到該現象。 隧穿效應 （tunnel effect） ：粒子

4、能穿透比它動能更高的勢壘的現象。 當粒子能量 E a 的區域 .但用量子力學分析，粒子有一定概率穿透勢壘，事實表明，量子力學是正確的.隧道效應 從左方射入的粒子，在各區域內的波函數中似乎有一個隧道, 能使少量粒子穿過而進入 xa 的區域，此現象人們形象地稱為隧道效應. 粒子的能量雖不足以超越勢壘 ,但在勢壘 隧道效應的本質 : 來源于微觀粒子的波粒二象性.透射系數方勢壘透射系數則ab貫穿勢壘V(x)的透射系數等于貫穿這些小方勢壘透射系數之積，即 穿透勢壘的概率粒子穿透勢壘的概率為穿透勢壘的概率穿透勢壘的概率勢壘穿透幾率p隨衰變能Ed的增加指數上升，這就不難理解衰變幾率與Ed間關系的經驗規律了。

5、衰變常量能量Ed?衰變常量能量Ed?R和的關系大量的實驗測定表明，由偶偶核基態的衰變求得的R值非常一致。只是當核中的中子數N=126時，衰變幾率小一個數量級，求得的R值偏小。例題計算結果比實驗值稍小，其數量級相同。禁戒因子成功解釋了衰變的一些規律，特別是對偶偶核基態之間的衰變，定量上符合得相當好。但對于奇奇核的衰變，理論和實驗數據的比較在定量上出現了嚴重分歧。用禁戒因子F來描述這種分歧。對于奇A核，F一般在1001000范圍；奇奇核的F則更大，個別核的禁戒躍遷因子高達1014禁戒因子形成因子的影響K值大小與原子核的結構有密切關系，具體的聯系規律還不清楚在已經進行過的討論中，均未涉及角動量，即假

6、定粒子相對于核的軌道角動量為零。其計算結果對于母、子核為偶偶核基態（角動量為零），符合較好。在一般情況下，發射的粒子軌道角動量不一定為零，應當討論角動量對衰變過程的影響。禁戒因子角動量影響禁戒因子角動量影響禁戒因子角動量影響禁戒因子0123456/010.840.600.360.180.0780.028Z=90，E=4.5MeV時的角動量對衰變概率的影響角動量影響例題例1 例2 5.4質子及重離子放射性pne-緩發中子：處于激發態的原子核發射的中子，該激發態是某母核-衰變所形成的。所以緩發中子的半衰期實際上就是母核-衰變的半衰期。質子放射性原子核發射質子的現象，稱為質子放射性，或者稱為核的質子

7、衰變。根據核的質量公式預言的核的穩定性曲線，中質比小的缺中子核素，可能發射質子。在穩定線附近的核素，最后一個質子結合能大于零，不可能發射質子。但是遠離穩定線，中質比小的核素，最后一個質子結合能為負值，就有可能發射質子。與發射粒子類似，核的質子發射同樣要受到庫侖勢壘的阻礙。通過計算勢壘穿透幾率才能求得發射質子的幾率。庫侖勢壘低。發射質子幾率比較大，半衰期亦短。能發射質子的核素，中質比小，也能發射+粒子或具有軌道電子俘獲過程。質子放射性 1970年，第一次觀測到了原子核發射質子的現象。在實驗中，用能量Ep=35MeV的質子去轟擊54Fe，產生核反應：質子放射性發射質子的原因：1.它是豐質子核，其中質比N/Z0.96,通過發射質子，中質比上升， 向穩定線靠近。實驗測得，它的主要衰變方式是+衰變，但存在分支比為1.5%的質子發射。2.它為奇Z核，發射質子后，轉變為偶偶核52Fe,能量狀態大大降低，趨于穩定。緩發質子發射質子放射性，除了直接發射質子外，還有伴隨衰變的緩發質子發射。核的緩發質子半衰期首先取決于母核的+（或EC）衰變半衰期，同時也與質子穿透勢壘的時間有關。自1962年發現緩發質子以