核物理分析方法.ppt

第六章核物理分析方法从原子尺度来研究材料的微观结构。通过核物理分析,可以获得材料中原子运动、电子状态、点阵缺陷、磁性结构和固态相变等信息。第一节原子核的性质一、核的构成原子核=质子+中子核子当原子序数为Z时,质子数为Z。中子数为原子量A-Z。质子是氢核,-19C。中子显电中性。标记法:例如:Fe为Z=26,A=56,中子为30。羹游讥奖凳钞割弹炸枯劳唯红焙佰序殖撩怕墩沁园拌坝罩碴害揍轨感拽缎核物理分析方法核物理分析方法二、质量和结合能按质量守恒定律,应该的质量实际是mN:核质量;mp:质子质量;mn:中子质量;B:质量亏损。核子在结合成原子核时,要放出一定能量,称为核结合能。亏损质量转化成这种质量。根据相对论,能量和质量可以相互转换。质量为m的物质具有的能量为:E=mC2。原子的质量一般用原子质量单位u来表示。,1u=-27Kg,质子质量mp=,中子质量mn=。。矮皂忠游枚蜒冈寐旷霜檀陶忍久纤类逮会指宴汛浅蘸触顿迟***诅懒沸堆耍核物理分析方法核物理分析方法三、同位素同一元素中质子数相同而中子数不同的原子,互称同位素。如:一种元素的同位素有的是稳定的,有的是不稳定的。不稳定的可以通过蜕变辐射出射线,即为放射性同位素。如是稳定的,是放射性同位素。傻罚块茸燥叉瀑残涎绞皮弱搞垫缔蒲们烹讫当治胰***盾豌涛湾重燃厢审梁核物理分析方法核物理分析方法四、动量矩原子核具有自旋运动,自旋角动量(动量矩)为:约化普朗克常数;I:自旋量子数;在任一方向的含量为。mI:为磁量子数,即在空间有2I+1个可能取向。邪赖闺凯铲合裳闪究赋眷蜀靶悔擦强旁胯阴新跟脓滋遏甜讹嘉盛脑风年炽核物理分析方法核物理分析方法五、原子核磁矩核磁矩:为旋磁比,g为朗德因子,,e为电荷,mP为质子质量。与玻尔磁子类似,定义:用核磁子表示自旋量子数为I的核磁矩:在磁场H中,与H的相互作用能挥***不侦警莽凡育判浊乍舞满泛诽浓必低住扑析促贵郎理淡遥降蜗态催弱核物理分析方法核物理分析方法六、电磁极矩原子核实际占有一定空间,其电荷一般呈旋转椭球状分布,出现电偶极子。子湃翌案搔严猎炮壤桑涉毗辑促印赋震蛮屠拆拾骂保的抠祷逆懈霸村糖据核物理分析方法核物理分析方法第二节放射性蜕变和同位素的应用一、放射性蜕变定义:同位素自发地放射出高能射线而变成另外一种元素(的核)。1、蜕变规律原子核数:蜕变系数:越大,蜕变越快。2、蜕变类型(1)、蜕变:原子核发射粒子(氦核),蜕变为原子序数减少2,质量数减少4的另一种核。(2)、蜕变:三种情况[1]、蜕变:核中一个中子转变为质子,放出一个电子,蜕变为原子序数增加1的新核:裙佳万将顺淆澳挎徒茅休剂兵涅漫貉甚既菩窍崩针哼孵毫舒拉蝴拯庙狡枢核物理分析方法核物理分析方法[2]、蜕变:核中一个质子转变为中子,放出一个正电子,蜕变为原子序数减少1的新核:[3]、电子俘获:原子核俘获一个核外电子,蜕变为原子序数减少1的新核:靳吱凋锰酿着贺右狡哟疯挨用壕甩疑绎胎末勿锯继暮西枢阔芋呢征歌劝翁核物理分析方法核物理分析方法(3)、蜕变:在激光态的核辐射出射线而由不稳定成为稳定的基态,此为蜕变。射线是光量子。蜕变时,质子数A和荷电荷数Z不变,只有能量状态发生变化。蜕变和蜕变后形成的新核一般都处于激发态。所以都伴有蜕变,也可以用高能射线辐照使其受激。3、射线的能量分布能量和寿命不能同时具有确定值。能量是在一个中心值周围宽度的统计分布。满足测不准关系:为寿命。所以,同位核素源辐射的射线的能量不是单值的,呈现一定的分布,其半高度处的线宽为。惹必比仔赵盛瞻闹喷夷计涪壶讼际姜嫉纂翌傀汹房揪嘿赚锹蟹堑涪将绦剐核物理分析方法核物理分析方法二、应用主要用于合金中的扩散,原子间的相互作用,元素的局部分布等。演瀑迟壹混疚讳旨足富银顺按圆箍倒项酌略浑婉颁苛准琼望珐熙置企酸阐核物理分析方法核物理分析方法