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自然喷射性核素α射线能谱特点
宣布时辰:2021-06-16   点击次数:318次

自然喷射性核素α射线能谱特点

自然喷射性衰变系列中,首要存在铀系、钍系和锕系,三个系列中,其母体核素的半衰期都很长,是以在自然界中普遍存在。它们都有一个气态喷射性核素,都为氡的同位素,别离为222Rn、220Rn和219Rn,其都能逸散,是以它们的衰变子体可附着于物体外表,这些子体咱们称之为喷射性积淀物。是以,现实利用中在停止自然喷射性核素α能谱丈量时,首要是对氡及其今后α衰变体发生的α粒子停止丈量。锕系老是与铀系共生的,但锕系中的母体核素235U量很少,普通环境下,它对丈量的影响可不予斟酌。是以,只斟酌对铀系和钍系α衰变发生的α粒子的丈量。表5-1,表5-2别离为铀系、钍系衰变链中氡及其子体α衰变发生的能量及半衰期[2]

表5-1 铀系222Rn及其子体衰变表

核素

Element

α射线

α-ray

(MeV)

α衰变概率

αdecay probability

半衰期

Half-life

Rn-222

5.482

100%

3.82d

Po-218

6.002

100%

3.05m

Pb-214

-

-

26.8m

Bi-214

5.448

0.021%

19.7m

 

5.512

0.011%

 

Po-214

7.687

99.96%

164ms

Pb-214

-

-

22.3a

Bi-210

-

-

5d

Po-210

5.301

100%

138.4d

 

表5-2 钍系220Rn及其子体衰变表

核素

Element

α射线

α-ray

(MeV)

α衰变概率

αdecay probability

半衰期

Half-life

Rn-220

6.282

100%

55.6s

Po-216

6.774

100%

0.15s

Pb-212

-

-

10.64

Bi-212

6.051

33.7%

60.6m

Po-212

8.785

66.3%

0.1us

 

从表5-1和表5-2能够看出,在铀系中,222Rn发生α衰变发生的α粒子能量为5.482MeV,在其能量四周只要214Bi的α衰变发生的α粒子的能量(5.448MeV和5.512MeV)与其靠近,可是因为其衰变概率很是低,约0.033%,是以,其影响可疏忽。现实上假设丈量体系有充足的探测效力且射线不能量丧失射到探测器上(因为Rn222气体自身是不带电的,以是现实上这个物理前提是不具备的),则能够经由过程α能谱体例丈量氡自身衰变的发生α粒子数来完成对氡的丈量。218Po发生α衰变发生的α粒子能量为6.002MeV,并且在铀系衰变链中,其四周不存在对其构成搅扰的α辐射体。仅仅在钍系衰变链中,有212Bi衰变发生的α粒子能量(6.005MeV)与其靠近。但因为其为212Pb的衰变子体,因为212Pb半衰期为10.64h,比218Po的半衰期长的多,同时212Bi半衰期为60.6分,也比218Po的半衰期长很多,加上其衰变概率只要33.7%,是以在现实丈量任务中,能够经由过程钍射气均衡时辰Po212的计数,扣除212Bi对218Po的丈量影响的影响。214Po发生α衰变发生的α粒子能量为7.687MeV,在铀系和钍系中均不别的核素对其发生搅扰,是以其能量具备特点性。在钍系中,220Rn发生α衰变发生的α粒子能量为6.282MeV,在其能量四周不别的核素能量对其构成搅扰,在高能量分辩率的α能谱丈量体系中,能分辩出其能量特点。可是因为220Rn半衰期短,其逸散间隔很短。同时因为不带电,也不能知足能谱丈量的物理前提,是以也不合适对其停止能谱丈量。216Po发生α衰变发生的α粒子能量为6.774MeV,212Po发生α衰变发生的α粒子能量为8.785MeV,这两个能量四周,在铀钍系中均不对其发生搅扰的核素能量。是以,能够接纳α能谱体例对其定性丈量。

 

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