伽马射线频谱和能量衰减

Question

我要通过介绍应用和环境地球物理学一本书,约翰·雷诺兹(2011),为了更好地理解辐射和伽马射线光谱法。作者提供了一些关于衰减表以及情节的航空伽马能谱数据。

表15.2显示了铀衰变系列,表15.2摄氏度显示了钍衰变系列。情节显示了航空伽马射线光谱法的调查结果。

作为一个可以看到的情节,作者联系

• 钾系列高峰,46个兆电子伏与相应的元素⁴⁰K
• 铀系列(如表15.2所示)和峰值,76伏与相应的元素^214年Bi
• 钍系列(见表15.2 c)和峰值在2、82伏与相应的元素^208年Tl

问题是:对铀和钍衰变系列,衰减值在表不同的山峰。我希望看到铀系列高峰值3.272兆电子伏(^214年Bi衰减值在表15.2)而不是1,76伏图所示。

相同的钍系列:如果相应的衰减的能量^208年Tl是5.001兆电子伏相应表15.2 c,为什么2.82兆电子伏的情节显示相应的价值?

Answer 1

我将首先关注^214年Bi衰变。3.272兆电子伏是可用的总量为β^{- - - - - -}衰变,即基态的区别^214年Bi和^214年阿宝。如果你有一个β衰变的基态^214年阿宝,它发生在19.9%的病例(所有数据来自费尔斯通,r . b . et al .,同位素的“表”,8日。,1998年,p . 9211,总之“钢铁洪流”),将没有伽马辐射^214年阿宝,3.272伏电子和电子反中微子之间的分布。然而,在16.9%的情况下,腐蚀导致的激发态^214年阿宝1764.499 keV的能量可以deexcite其他可能性1764.494 keVγ光子的发射(15.36%的β衰变)。衰变能产生大量的伽马射线,但是大多数发生概率较低。你可以看一看这个的23页^214年Bi放射性核素提取表得到一个印象。

总之,3.272兆电子伏得到不同比例分布在电子和电子反中微子从β衰变,零个或多个伽马射线光子,和一些少量核反冲等。

在的情况下⁴⁰K腐烂的通过电子俘获⁴⁰基于“增大化现实”技术(10.72%的病例),总衰减(核反应能量)是1504.9 keV能量。大部分的时间(10.67%),这是一个激发态(1460.859 keV),进而产生1460.830 keV伽马射线。其余的能量去电子中微子。

同样的,对^208年Tl, 5000.9 keV的核反应能量β^{- - - - - -}衰变。大部分的时间(48.7%)、衰变收益通过一个激发态(3197.743 keV)^208年Pb, deexcites通过另一个激发态(2614.551 keV) 99%的衰变也领先。这种状态deexcites通过2614.533 keV伽马射线光子的发射。我相信从图2.82兆电子伏。15.1是一个错误,因为参考雷诺兹的书中指出文章“航空伽马射线光谱法调查”。图。4.4 - 1与图15.1相同的书,但在相当低分辨率和难读的数字。文本的,但是讨论了2.62伏伽马射线,这是非常可能的值的2614.533 keV同位素的“表”。

之和的概率不同的伽马射线线从相同的衰减可大于100%,如果退激通过伽马射线发生级联,即如果细胞核首先转换到一个中间激发态,然后再次基态或进一步的中间状态。这意味着一个β衰变导致多个伽马射线的排放。在维基百科的文章中对此进行了阐述伽马射线使用的例子⁶⁰公司衰变导致两个光子> 99.9%的病例。