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匿名使用者 發問時間: 科學其他:科學 · 2 0 年前

內轉換電子?

內轉換電子?這是甚麼!跟鄂惹電子不同在哪

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  • pers
    Lv 7
    2 0 年前
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     γ躍遷與同質異能躍遷 上述四種衰變的子核可能先處於激發態,再在不到1微秒的時間內回到基態並以γ光子的形式釋出多餘的能量,此過程稱γ衰變。因為它不是一個獨立過程,稱作γ躍遷(γTransition)更為妥當。有時能級躍遷釋出的能量傳給一個核外電子,使之脫離軌道而發射出去,這種現象被稱為內轉換,發射出的電子稱為內轉換電子(Internal Conversion Electron; IE)。發生內轉換後該層軌道的空缺隨後也是由外層電子填補,從而發射特徵X線和俄歇電子。由上述五種核衰變形成的激發態子核有時可維持相當長的時間才退激。這種子核可看作是一種單獨的核素,本身又可作為母核,通過γ躍遷衰變成原子序數和質量數都和母核相同,只是能級不同的子核,故這是一種同質異能素之間的變化,這種γ躍遷乃特稱為同質異能躍遷(Isomeric Transition; IT)。

    圖片參考:http://www.npcc.gov.tw/nm-research/doctors/Concise...

    常數(即 1摩爾量的各種元素皆含6.023×1023個原子),可以推導出放射性核素的質量與活度關系式如下: m =I˙T1/2˙A 4.17×1017m =C˙T1/2˙A 1.13×1013 式中m為質量(g),I為活度(MBq),C為活度舊製(Ci),T1/2為物理半衰期(s),A為質量數。如32P的T1/2=14.26天,A=32,代入上式可以得出1MBq32P的質量為9.45×10-11g。最精密的放射性測量系統可測出1/100Bq。相當於l0-l6g的 32P。一般核醫學科的儀器可測出1Bq,約為l0-l6g的32P。顯而易見,這比良好的天平(l0-5g)、徼量化學分析(l0-9g)、螢光分析(l0-l1~l0-l2g)和光譜分析(l0-l0g)都靈敏得多。除放射性核素外,無穩定同位素同時存在者,稱無載體(Carrier-free)。若同時存有穩定同位素則稱有載體(Carrier-containing)。當有載體時,用上述公式對質量和活度進行換算時,須考慮載體的影響。 第五節 核射線與物質的相互作用核對線有多種、以下只討論α粒子、β–粒子、β+粒子、γ光子和中子與物質的相互作用,包括這些射線對物質的作用(引起物質的電離、激發等)和物質對這些射線的作用(引起射線的減速、散射及被吸收等)兩個相互聯系的方面。一、帶電粒子與物質的相互作用 游離作用(Ionization) 是指射線使物質中的原子失去軌道電子而形成正負離子對,它是某些放射性探測器測量射線的物理基礎,又是射線引起物理、化學變化及生物學效應的主要機製。游離作用的強弱常用射線在每釐米路程上產生的離子對數來度量,即游離密度(Ionization Density)或比游離(Specific Ionization)。一般說,帶電粒子的電荷量越大,速度越慢,所經過的介質的密度越大,則比電離越大。所以,α粒子的比電離較相當能量的β–粒子大數百至數千倍,對機體的生物學效應會嚴重得多。故發射α粒子的核素不用於臨床診斷。 激發作用(Excitation) 指射線使某些原子的軌道電子從低能級躍遷至高能級。當該電子退激時,能量以光子或熱能形式釋出。激發作用也是-些放射性探測器工作的物理基礎,是射線引起物理、化學變化和生物學效應的機製之一。 散射作用(Scattering) 指帶電粒子受到物質原子核庫侖電場作用而發生方向偏折。散射作用對測量及防護都有一定影響。α粒子由於質量大,散射一般不明顯。β–粒子質量遠小於α粒子,所以當它引起物質游離和激發的同時,本身有明顯的散射。 韌致輻射(Bremsstrahlung) β–粒子在介質中受到阻滯而急劇減速時能將部分能量轉化為電磁輻射,即X射線。它發生的機率與β–粒子的能量及介質的原子序數成正比。對常用β–源(Emax<2MeV)而言,其機率為總β–粒子數的1%左右,在防護上值得注意,即β–粒子的吸收體和屏蔽物應採用低密度材料,如有機玻璃、鋁等。 湮沒輻射(Annihilation Radiation) 當β+粒子與物質作用,能量耗盡時和物質中的自由電子(e–)結合,正負電荷抵銷,兩個電子的靜止質量轉化為兩個方向相反、能量個別為 0.511MeV的γ光子而自身消失,這叫做湮沒輻射或光化輻射。 吸收作用(Absorption) 射線使物質的原子發生游離和激發的過程使射線的能量逐漸消耗,當能量全部耗盡,該射線則不再存在,稱作被吸收。吸收前射線在物質中所行經的程路稱射程,通常用mg/cm2來度量。 二、γ光子與物質的相互作用γ光子因為不帶電,它必須與物質原子的電子直接碰撞才能引起初級游離,故游離密度很小。γ光子引起初級游離的機製主要有以下三種: 光電效應(Photoelectric Effect)γ光子與物質原子相撞時,其能量全部交給原子的一個軌道電子(主要是內層)使之脫離原子而釋放出來,此電子稱作光電子,這種現象稱作光電效應,γ光子在此過程中消失。低於γ射線在高原子序數的介質中發生光電效應的機率較高,占主要地位。 康普頓效應(Compton Effect) 入射γ光子僅將一部分能量傳遞給核外電子使之釋出而本身則發生散射,這種現象稱作康普頓效應,釋放出的電子稱作康普頓電子,入射γ光於經散射後稱為康普頓散射光子。當γ光子的能量為0.5~1.0MeV時,這種效應比較明顯。 電子對生成(Electron Pair Production) 當γ光子能量>1.022MeV時,其中1.022MeV的能量在物質原子核電場作用下轉化為一對正負電子,是為電子對生成。餘下的能量變成電子對的動能。 以上各種初級游離產生的電子或電子對可以進一步引起游離,這種游離稱作次級游離。γ光子穿經物質時,由於上述效應而能量減弱或被吸收。因為物質原子間存在間隙,γ光子通過物質時,由於上述效應而能量減弱或被吸收。因為物質原子間存在間隙,γ光子通過物質時,理論上其最大射程為 ∞,因此不能用最大射程來反映它的穿透能力,而是用一定物質的“半值厚度”(Half Value Layer),即使γ光子活度減弱一半所需要的該物質厚度來表示。三、中子與物質的相互作用中子不帶電荷,不能直接引起游離,即使在高原子序數物質內也能穿行很長的距離。但中子可以與物質原子核碰撞,使原子核受到反沖而運動,這種反沖核可引起物質的游離作用。中子也可能直接進入物質原子核而使之發生核反應,子核若具有放射性乃可產生游離作用。中子在物質中與原子核碰撞而損失能量,與輕核碰撞時這種損失較大。

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