①放射性元素放出α粒子的衰变叫做α衰变.原子核的α衰变可以一般地表示为:
发生α衰变的必要条件是:衰变前母核的原子量必须大于衰变后子核的原子量和氦核的原子量的总和.α衰变比较集中于重核.
α衰变能可表示为:
式中分别表示母核、子核和α粒子的静止质量,c为真空中的光速.
②只是核电荷改变而核子数(质量数)并不改变的核衰变叫β衰变.它主要包括衰变(放出电子),衰变(放出正电子)和轨道电子捕获(EC)三种形式.经理论和实验证明:β衰变过程中伴随着中微子释放,中微子是一种不
衰变过程中,若母核俘获一个核外轨道电子,使母核中一个质子转为中子,叫轨道电子捕获.
由于K层电子最靠近原子核,所以K电子俘获最易发生,电子俘获可表示为:
i表示从i层俘获电子.β衰变的衰变能分别表示为:
式中,为母核原子和子核原子的静止质量,为电子的静止质量,c为真空中的光速,为轨道电子结合能.
③原子核在发生α和β衰变时,子核往往处于激发态,而处于激发态的原子核是不稳定的,它向低激发态和基态跃迁时往往释放出光子,称为γ衰变,如果用分别表示原子核上、下两个激发态的能级,则γ光子的能量为:
这里忽略原子核因释放γ光子引起的反冲能量.
在某些情况下,原子核从高激发态向低激发态或基态跃迁时,不放出γ光子,而是把这部分能量直接交给核外电子,使原子内的某个壳层电子被电离,这种现象称为内转换(IC),释放的电子称为内转换电子,内转换电子的能量:
是i层电子的结合能,表示某个i层电子经内转换被电离.γ光子和内转换电子的能量是分立的非连续谱.它与β衰变电子的连续谱截然不同.原子核能级发生跃迁时,究竟是放出γ光子的几率大,还是产生内转换的几率大,完全由核能级的特性决定.