原子核物理/β衰变

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β 衰变

把三种 β 过程与中微子联系起来。

原子核的基本性质与结构 · 放射性衰变规律 · α 衰变 · β 衰变 · γ 衰变 · 核反应 · 核裂变与原子能利用 · 核聚变 · AI 辅助学习

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这讲要回答什么

• β⁻、β⁺ 和电子俘获各改变 Z 多少？
• 为什么 β 粒子动能呈连续谱？
• 哪些量在 β 衰变中必须守恒？

按课件阅读

页码	主题
1—37	三种形式、能量条件、衰变纲图与特征辐射
38—49	β 连续谱难题与中微子假说
50—58	选择定则（课件标为自学）及拓展

三种形式对照

过程	核内变化	质量数 A	电荷数 Z
β⁻：X → Y+e⁻+反电子中微子	n→p	不变	+1
β⁺：X → Y+e⁺+电子中微子	p→n	不变	−1
电子俘获：X+e⁻ → Y+电子中微子	p→n	不变	−1

用中性原子质量并忽略小修正，Qβ⁻≈[M(X)−M(Y)]c²；Qβ⁺≈[M(X)−M(Y)−2mₑ]c²。电子俘获的条件须按初末态原子质量和壳层效应具体检查。

连续谱的解释

若只考虑子核与电子两个末态粒子，电子能量应很固定。实际末态还有中微子，衰变能可在电子、（反）中微子和反冲核之间以不同方式分配，所以电子动能形成连续谱，同时能量、动量和角动量仍守恒。

课堂自测

1. β⁺ 衰变与电子俘获的核电荷变化相同吗？
2. 为何同一对母核和子核，电子俘获可能发生而 β⁺ 衰变不能发生？
3. 画出 β⁻ 衰变的三个末态粒子，并说明连续谱来自哪里。

课件逐页文字索引

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