第4章带电粒子核反应瞬发分析剖析
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2019_2020学年高中物理第4章核能本章优化总结课件鲁科版选修3_5
(3)核反应中的质量亏损并不是核子个数(即质量数)的亏损， 核子个数是守恒的．所谓质量亏损，也不是质量的消失， 只是在核反应过程中伴随着能量的辐射所体现出的相应部 分质量的减少．
3.利用平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数．核反应中 反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有 新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核 能．
第4章 核 能
本章优化总结
原子核变化的类型 某种元素的原子核变成另一种元素的原子核的过程，有四 种常见的类型，分别为衰变、人工转变、重核裂变和轻核 聚变．不同的核变化过程中都伴随着核子(质子、中子)数目 的变化和能量变化．所有核反应的反应前后都遵守：质量 数守恒、电荷数守恒．
1．衰变 α 衰变：23982U→23940Th＋42He β衰变：23940Th→23941Pa＋－1 0e ＋β 衰变：3105P→3104Si＋01e γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级．
)，属__________；
(4)23952U＋10n→9308Sr＋13564Xe＋(
)，属________．
[解析] 根据质量数和电荷数守恒可判定： (1)中的未知核为42He，该反应属衰变； (2)中的未知核为42He，该反应属人工转变； (3)中的未知核为10n，该反应属于聚变； (4)中的未知核为 1010n，该反应属于裂变．
氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程为：31H＋
4 2
He―→
7 3
Li
，
已
知各
核
的
平
均
结
合
能
分
别
为
：
EH
＝
1.112
高中物理 第4章 核能单元总结提升课件 鲁科版选修3-5.pptx
10
解析 根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及 爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核 和 α 粒子的动能． (1)核反应方程为150B＋10n→73Li＋42He. (2)核反应过程中的质量亏损为 Δm＝(10.016 77＋1.008 665－7.018 22－4.002 60) u ＝0.004 615 u， 释放出的能量为 ΔE＝0.004 615×931.5 MeV≈4.30 MeV.
Байду номын сангаас
程为12H＋21H→24He，因氘核的平均结合能为 1.1 MeV，氦核的 平均结合能为 7.1 MeV，故核反应过程释放能量．ΔE＝4×7.1
MeV－2×2×1.1 MeV＝24.0 MeV.故选 C.
6
二、原子物理与动量、能量相结合的问题 1．核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、
8
解析 (1)根据质量数、电荷数守恒，得 X 核的质量数为 239－235 ＝4，电核数为 94－92＝2，故“X”核为氦核，符号为24He.(2)钚核 衰变过程中的质量亏损 Δm＝239.052 2 u－235.043 9 u－4.002 6 u ＝0.005 7 u，根据爱因斯坦质能方程，得出衰变过程中放出的能 量 E＝0.005 7×931 MeV≈5.31 MeV.(3)钚核衰变成铀核和 X 核， 根据动量守恒定律，两者动量大小相等，根据 Ek＝12mv2＝2pm2 ， 得 X 核和铀核的动能之比EEkkMm＝Mm≈58.7.
5
【例 2】 已知氘核的平均结合能为 1.1 MeV，氦核的平均结合能
为 7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时
()
A．释放出 4.9 MeV 的能量 B．释放出 6.0 MeV 的能量
解析 根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及 爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核 和 α 粒子的动能． (1)核反应方程为150B＋10n→73Li＋42He. (2)核反应过程中的质量亏损为 Δm＝(10.016 77＋1.008 665－7.018 22－4.002 60) u ＝0.004 615 u， 释放出的能量为 ΔE＝0.004 615×931.5 MeV≈4.30 MeV.
Байду номын сангаас
程为12H＋21H→24He，因氘核的平均结合能为 1.1 MeV，氦核的 平均结合能为 7.1 MeV，故核反应过程释放能量．ΔE＝4×7.1
MeV－2×2×1.1 MeV＝24.0 MeV.故选 C.
6
二、原子物理与动量、能量相结合的问题 1．核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、
8
解析 (1)根据质量数、电荷数守恒，得 X 核的质量数为 239－235 ＝4，电核数为 94－92＝2，故“X”核为氦核，符号为24He.(2)钚核 衰变过程中的质量亏损 Δm＝239.052 2 u－235.043 9 u－4.002 6 u ＝0.005 7 u，根据爱因斯坦质能方程，得出衰变过程中放出的能 量 E＝0.005 7×931 MeV≈5.31 MeV.(3)钚核衰变成铀核和 X 核， 根据动量守恒定律，两者动量大小相等，根据 Ek＝12mv2＝2pm2 ， 得 X 核和铀核的动能之比EEkkMm＝Mm≈58.7.
5
【例 2】 已知氘核的平均结合能为 1.1 MeV，氦核的平均结合能
为 7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时
()
A．释放出 4.9 MeV 的能量 B．释放出 6.0 MeV 的能量
核分析基础第3章
• 入射离子与靶原子碰撞的运动学因子、散 射截面和能量损失因子是背散射分析中的 三个主要参量。
1.离子碰撞后和碰撞前的能量之比K称为运动 学因子.
2.入射粒子与靶原子核之间的库仑排斥力作 用下的弹性散射过程的微分截面称为卢瑟 福散射截面.
3. 能量损失因子 当入射粒子从靶样品表面穿透到靶内某一深度 处发生大角度散射时，离子在这段入射路径上要损 失一小部分能量，同样，在发生散射后，背散射粒 子从靶内射出样品表面到达探测器，在这段出射路 径上也要损失一小部分能量．离子在样品中入射和 出射路径上的电离能量损失，使在样品深部发生背 散射的粒子的能量在能谱上相对于样品表面发生背 散射的粒子能量往低能量侧展宽。 能量宽度ΔE正比于靶厚度和离子在靶物质中的 背散射能量损失因子。这能谱曲线向低能侧的展宽， 反映出了靶原子随深度的分布情况。因此，由背散 射能谱分析，可以获得靶原子的深度分布信息，建 立背散射谱峰宽度与靶厚度之间的关系。
三、应用实例 卢瑟福反散射分析可用于：样品表面层杂质成分和深度 分布分析，材料表面各种薄膜组成和厚度分析，薄膜界 面特性分析，化合物的化学配比分析，以及离子束混合 材料分析等。 例：表面杂质含量分析
在玻璃碳基体上，用真空镀膜法镀上一层极薄的Au元素。用 2MeV的4He+束做RBS分析，测到的背散射能谱如图所示，图中 用箭头标出了Au和C的背散射峰位。C基体很厚，它的能谱是连 续的，Au层很薄，背散射能谱呈一高斯形状的峰.
四、带电粒子瞬发分析的特点 1.有极高的选择性，干扰小； 2.核反应特性不受靶所处的物理和化学状态的影响；
（条件允许时）样品可以在高温和高压下被分析
3. 适合分析重基体中的轻元素；
特别是B、H、He、Li、Be、C、N、O、F、Na、Mg和A1
高中物理 第4章 核能归纳提升教案 鲁科版选修3-5
第4章核能几个重要的核反应核反应式与其相关的重要内容错误!U→错误!Th＋错误!Heα衰变实质2错误!H＋2错误!n→错误!He错误!Th→错误!Pa＋错误!eβ衰变实质错误!n→错误!H＋错误!e错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H质子的发现(1919年)卢瑟福错误!Be＋错误!He→错误!C＋错误!n中子的发现（1932年)查德威克错误!Al＋错误!He→错误!P＋错误!n人工放射性同位素的发现居里夫妇3015P→错误!Si＋错误!e正电子的发现(1934年)居里夫妇错误!U＋错误!n→错误!Sr＋错误!Xe＋10错误!n错误!U＋错误!n→错误!Ba＋8936Kr＋3错误!n重核的裂变21H＋错误!H→错误!He＋1n轻核的聚变变，四是聚变．核反应可用方程来表示,叫核反应方程．完成下列核反应方程，并指明它属于何种核反应．（1)错误!92U→错误!90Th＋（)属________;（2)错误!Be＋(）→错误!6C＋错误!n,属________；（3）21H＋错误!H→错误!He＋(）,属________；(4)错误!92U＋错误!n→错误!Sr＋错误!54Xe＋(），属________．【解析】根据质量数和电荷数守恒可判定：(1)中的未知核为错误!He，该反应属衰变;(2)中的未知核为错误!He，该反应属人工转变;（3）中的未知核为错误!n,该反应属于聚变；（4)中的未知核为10错误!n，该反应属于裂变．【答案】见解析1．(2013·陕西师大附中检测)1964年、1967年我国分别成功引爆了第一颗原子弹和氢弹,同时庄重承诺任何情况下决不首先使用核武器，决不向无核国家使用核武器．下列核反应方程表示两弹原理的是(）A.14， 7N＋错误!He→错误!O＋错误!HB。
错误!U＋错误!n→错误!Sr＋错误!Xe＋2错误!nC.错误!U→错误!Th＋错误!HeD。
错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n【解析】原子弹利用核裂变，而氢弹利用核聚变获得巨大核能，故B项对应原子弹的爆炸原理;D项对应氢弹的爆炸原理；A项为人工核转变;C项为核衰变反应．故答案为B、D。
离子束分析核反应分析 PPT
综述
核反应分析 利用特定得核
反应,测定反应 产物; 对轻元素有利
核反应分析原理
用带电粒子引起得核反应来进行材料得分析 工作,起始于上世纪五十年代后期,目前已发展成 为一种较为成熟得材料分析手段。特别对于轻元 素,不仅能给出元素含量,而且能给出元素得深度 分布。
入射粒子和靶和发生核反应得条件就是两者 得相对动能必须满足:
该方程可由能量守恒和动量守恒得出,详细推导请参见 《原子核物理》教材P197和P200。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
核反应分析原理
2、 核反应得产额:
• 定义: 入射粒子在靶中引起得核反应数与入射粒子数之比。 即一个入射粒子在靶中引起核反应得几率称为核反应得产 额
• 产额与截面得关系:截面大产额高。她们得不同之处在于, 截面仅仅与反应本身有关,而与靶得状态无关,即靶核得多 少,截面都相同。产额除了与截面有关外,还与靶核得多少 及物理状态有关。在核反应分析方法中,为了能定量得测 量,产额就是一个很重要得量。
综述
实验方法 核反应分析实验中常采用能量在 0、5～5MeV得p+ 、d+、4He+等带电粒子。一般用金硅面垒型探测器探测核反应 产生得带电粒子,用Nal(Tl)晶体或Ge(Li) 探测器探测γ射线。分 析系统同电子计算机连接,可以实现数据自动处理。
分析方法 分绝对法和相对法。绝对法就是根据核反应产额 同截面、靶元素含量、入射离子数目、探测立体角等得关系, 利用已知得核反应截面计算。相对法就是比较在相同实验条 件下待测样品和标准样品得产额或能谱实现得。
标样:Ta2O5
实验条件:2MeV得d束,束斑为2mm
流强为:200-1000μA
2018-2019学年高中物理 第四章 原子核 第五节 裂变和聚变优质课件 粤教版选修3-5
(2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量， 靠自身产生的热就可以使反应进行下去．
(3)轻核聚变更为安全、清洁，控制温度，可控制反 应，而且生成的废物数量少、易处理．
(4)热核反应的燃料在地球上储量丰富．
4．核聚变的应用． (1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚 变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高 压引发热核聚变爆炸. (2)可控热核反应：目前处于探索阶段． 5．太阳能． 太阳的主要成分是氢，太阳中心温度可达 1.5×107 K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着， 太阳能就来自于太阳内部聚变释放的核能．
反应，所以29325U 的裂变方程为29325U＋10n→15461Ba＋9326Kr＋310 n，故 A 错误、B 正确；链式反应在进行过程中，还需要
铀块达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去，
故 C 正确；根据释放出来的核能，结合质能方程ΔE＝Δ
mc2 可知，反应过程中，亏损质量为：
Δ
m
＝
解析：轻核聚变需要几百万摄氏度以上，使核子间的 距离达到 10－15 m 以内，发生聚变反应，选项 C 正确．
答案：C
拓展一 核裂变与链式反应的理解
1．重核裂变是一种天然现象吗？ 提示：重核裂变不是天然现象，是中子轰击才能发生 的核反应．
2．只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？ 提示：不一定，有中子轰击铀块，铀块的体积大于临 界体积，这样才可以产生链式反应．
3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂 变，使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好 是利用铀 235；铀块的体积必须大于其临界体积，如果体 积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，链式反应 就不会发生．
核分析技术
1.核分析技术是利用中子、光子、离子、正电子与物质原子或者原子核的相互作用，采用核物理实验技术，研究物质成分和结构的一种分析方法。
它包括活化分析、离子束分析、核效应分析三大类。
2.中子活化分析在微量和痕量元素分析中有重要的地位：高灵敏度，多元素、非破坏性元素分析的可靠方法。
中子活化分析应用：热中子：地质样品分析，环境样品分析，生物医学样品分析，考古样品分析；快中子：金属中O，Be元素分析，蛋白质，碳氢化合物中的N分析原理：中子活化分析是利用中子辐照样品，使其与原子核发生核反应，生成具有一定寿命的放射性核素，然后对生成的放射性核素鉴别，从而确定样品中的核素成分和含量的一种分析方法。
步骤：样品制备、中子辐照样品、取出样品冷却，分离、测量、数据处理。
中子活化设备：辐照中子源，样品传送设备及必要的分离设备，射线能量和强度测量设备，数据记录和处理设备。
中子源1012-1015/cm2.s，但不均匀，中子能量单一，且产额各向同性，但通量大小会随时间变化，多用于快中子活化分析；量小。
中子活化反应：（n，γ）、（n，p）、（n，α），【（n，2n）】射线一般为γ射线，探测器：以前是NaI（Tl），现在多用Ge（Li）或者高纯锗探测器不同元素通过不同的中子反应道形成相同的待分析核素（裂变反应也可以提供初级干扰）。
如63Cu（n，γ）64Cu 【64Zn（n，p）64Cu】；59Co（n，γ）60Co【60Ni（n，p）60Co】；干扰元素的含量。
3.带电粒子活化分析的对象：表面层轻元素分析（轻元素库仑势垒低）及某些重元素分析（用的样品均为固体样品），只能给出薄层轻元素总量，不能给出深度分布应用：半导体中的轻元素分析（如O（3He，p），C（d，n），B（p，n））光子与原子核的反应都是阈能反应。
带电粒子活化生成的核素大多具有+β衰变，故可测正电子淹没辐射光子强度来确定元素含量。
采用符合相加法可以减少本底计数。
干扰多为初级干扰。
高中物理 第四章《核能》课件 鲁科版选修3-5
中子，这些中子引发新一轮裂变，即链式反应。
2•93253U、核01能n ：裂154变61B中a有+ 39质62 K量r+亏3损01n，因而有核能的释放
1kg 铀235
2000t＝2×106kg煤
• 核反应堆的结构和基本原理
– 石墨堆、重水堆、轻水堆 – 压水堆（秦山二期、大亚湾二期）
– 沸水堆（压力小、安全性高、体积大。秦山三 期）
– 平均结合能：是指 核子结合成原子核 时每个核子平均放 出的能量，也是把 原子核重新分解成 自由核子时每个核 子平均吸收的能量 。平均结合能越大 ，原子核越难分离 。
• 质能方程与质量
亏损
核子平均质量
– E＝mc2
– △E＝ △mc2
D
– 实验发现，任何一个原子
E
核的质量总是小球组成它
F
的所有核子的质量之和，
热核反应
裂变反应
相同的核燃料释放的能量多
反应中放射物质的处理较易
反应中的核燃料资源较丰富
目前控制聚变反应还有困难 核反应发生条件较易实现
• 研究现状与发展前景
• 1、 （交） P65/6、P70/2 • 2、《学案》P45/1-4，P51/1-6
物理3-5
• 核力（nuclear force)
– 强力（强相互作用） – 短程力，作用范围在2fm
左右
– 核力与核电荷无关 – 核子不能无限靠近，在
某些情况下表现为斥力 。大体上说核子间的距 离在0.8~1.5fm 之间表 现为引力；小于0.8fm表 现为斥力，大于4~5fm 时核力急剧下降，几乎 消失；大于10fm时，核 力消失。
约10-14m 约10-15m
• 核素图
– 核素（nuclide）：具 有一定核电荷数和质 量数，并且具有同一 能态的一种原子核或 原子，称为一种核素 。通常核素可简记为 AX （如13C）
2•93253U、核01能n ：裂154变61B中a有+ 39质62 K量r+亏3损01n，因而有核能的释放
1kg 铀235
2000t＝2×106kg煤
• 核反应堆的结构和基本原理
– 石墨堆、重水堆、轻水堆 – 压水堆（秦山二期、大亚湾二期）
– 沸水堆（压力小、安全性高、体积大。秦山三 期）
– 平均结合能：是指 核子结合成原子核 时每个核子平均放 出的能量，也是把 原子核重新分解成 自由核子时每个核 子平均吸收的能量 。平均结合能越大 ，原子核越难分离 。
• 质能方程与质量
亏损
核子平均质量
– E＝mc2
– △E＝ △mc2
D
– 实验发现，任何一个原子
E
核的质量总是小球组成它
F
的所有核子的质量之和，
热核反应
裂变反应
相同的核燃料释放的能量多
反应中放射物质的处理较易
反应中的核燃料资源较丰富
目前控制聚变反应还有困难 核反应发生条件较易实现
• 研究现状与发展前景
• 1、 （交） P65/6、P70/2 • 2、《学案》P45/1-4，P51/1-6
物理3-5
• 核力（nuclear force)
– 强力（强相互作用） – 短程力，作用范围在2fm
左右
– 核力与核电荷无关 – 核子不能无限靠近，在
某些情况下表现为斥力 。大体上说核子间的距 离在0.8~1.5fm 之间表 现为引力；小于0.8fm表 现为斥力，大于4~5fm 时核力急剧下降，几乎 消失；大于10fm时，核 力消失。
约10-14m 约10-15m
• 核素图
– 核素（nuclide）：具 有一定核电荷数和质 量数，并且具有同一 能态的一种原子核或 原子，称为一种核素 。通常核素可简记为 AX （如13C）
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应微分截面；Ω探测器对样品所张立体角
9
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
1. 薄样品分析
防止入射粒子在样品上发生弹性碰撞后的散射粒子对探测器 造成计数率过载的方法？
① 在探测器前放一适当厚度的吸收箔把散射粒子挡住，只让核 反应出射粒子通过；
② 用磁偏转方法把散射粒子偏转掉。
出射带电粒子能谱为一单峰，峰宽与哪些因素有关？
核反应微分截面是θ和Ea的函数，对不同的核反应道，截面 曲线形状不同，其中某些核反应呈现出共振现象，称共振核 反应。
➢ 共振现象表现为当入射粒子能量取某确定值时，反应的截面 迅速增大。
精确控制入射粒子能量，并对出射粒子种类、能量、强度进 行鉴别和测量，就可唯一地确定样品中的元素成分和含量。
➢ 出射粒子：质子、α粒子等带电粒子，或者γ射线，少数情况 也可测瞬发的中子。
1. 薄样品分析
若入射粒子贯穿样品时的能量损失很小，则称这种样品为薄 样品。
由于入射粒子能量几乎不变，故核反应截面可看作常数。这 时在某一角度θ方向的核反应出射粒子产额为：
Y
(
,
E0
)
Qcx
(
,
E0
)
1
cos1
（1）
Q入射粒子数；Δx样品厚度；θ1入射束与样品平面的法线之间的夹角；
c单位体积内的样品原子数；σ(θ,E0)入射能量为E0时在θ角方向的核反
➢ 带电粒子与轻元素的反应Q值大、产额高，只用几个 MeV能量的带电粒子就可以进行高灵敏度元索分析。
➢ 样品表面层轻元素分析不可缺少的一种分析方法。
4
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
材料表面层元素成分和含量是影响材料表面特性 的重要因素。
由于带电粒子在物质中的射程有限，带电粒子核 反应瞬发分析能用于表面层元素总量分析。
第一节 表面元素总量测定
1. 薄样品分析
共振产额： Y
(E0 )
Qc R
2S(ER )
tan1
E /
E0 2
E0 E0
E
测得激发曲线峰面积：
l
0 Y (E0 )dE0
Qc R
2S(ER )
E
17
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
2. 厚样品分析 厚样品：带电粒子在样品中的能量损失ΔE»Γ（>1μm） 不同厚度的样品的γ射线产额随入射粒子能量的变化：
① 入射粒子的能散度(能量分散性)；
② 有限立体角引起的出射粒子能量的运动学展宽；
③ 探测器的固有能量分辨率；
④ 带电粒子在吸收箔中的能量展宽。
10
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
1. 薄样品分析 有限立体角引起的出射粒子能量的运动学展宽：
Q
(1
mb MB
)Eb
(1
ma MB
)Ea
2
ma mb Ea Eb cos
二、共振核反应测定表面元素总量
1. 薄样品分析 薄样品：带电粒子在样品中的能量损失ΔE«Γ
入射粒子垂直入射到厚度Δx的薄样品，共振产额：
Y (E0) Qc
E0 ( , E)dE
E0 E S (E)
Qc 1 E0 ( , E)dE S (ER ) E0 E
S(E) S(ER )
16
核分析基础及应用
cos1
x
( , x)dx
0
Qc 1 E0 ( , E)dE
cos1 E0 E dE
dx
（1）
S (E) 阻止本领
ΔE贯穿厚样品时损失的能量
13
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
2. 厚样品分析 厚样品分析，出射带电粒子的能谱宽度与哪些因素有关？ ① 入射束的能散度； ② 探测器的固有能量分辨率； ③ 出射粒子的运动学展宽； ④ 出射粒子在吸收箔中的能量展宽； ⑤ 带电粒子在样品中的能量展宽。
5
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
能量Ea的带电粒子a与靶原子核A发生的核反应为：
A(a, b)B b——出射粒子；B——剩余核
某一角度θ方向出射的粒子能量Eb，由核反应Q方程确定：
Q
(1
mb MB
)Eb
(1
ma MB
)Ea
2
ma mb Ea Ebቤተ መጻሕፍቲ ባይዱcos
MB
6
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
14
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
二、共振核反应测定表面元素总量
孤立共振核反应(p,γ)截面,可用布赖特-维格纳公式表示：
2
(
,
E)
R
(E
4 ER )2
2 4
σR——共振能量ER时的截面值，Γ——能级宽度
测量共振产额激发曲线可求得样品中的元素含量。
15
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
MB
对θ求微分
Eb
Eb
11
核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
1. 薄样品分析 薄样品中有几种元素或有几个反应道存在时，不同能量的出
射粒子有好多群。只要各粒子群之间的能量间隔足够大，能 谱的展宽影响不大时，各峰仍能分开。根据记录到的出射粒 子数（峰面积计数）及Q、σ、Ω值，由下式求元素含量。
核分析基础及应用
核分析基础及应用
第四章 带电粒子核反应瞬发分析
成都理工大学 核自学院
成都理工大学 李丹
1
核分析基础及应用
主要内容
概述 第一节 表面元素总量测定 第二节 元素浓度的深度分布测量 第三节 核反应瞬发分析实验技术 第四节 核反应瞬发分析的应用
2
核分析基础及应用
概述
带电粒子核反应分析包括：带电粒子缓发分析 （带电粒子活化分析）、带电粒子瞬发分析。
带电粒子核反应瞬发分析法是直接测量核反应 过程中伴随发射的辐射确定反应原子核的种类 和元素浓度的方法。
➢ 伴随发射的辐射：带电粒子、γ射线、中子
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核分析基础及应用
概述
较带电粒子活化分析法具有更多的优越性：
➢ 方法简便、分析速度快，可利用不同的核反应道、不 同的出射粒子和核反应运动学关系更有利地鉴别元素 和消除干扰反应，特别是它能在不破坏样品结构的情 况下提供元素深度分布信息。
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核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
一、非共振核反应测定表面元素总量
非共振核反应的截面随能量的变化比较缓慢，入射粒子能量 可选择在截面曲线的平坦区域。
16O(d , p1 ) 17O
Ed：800~900keV 截面几乎是常数
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核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
一、非共振核反应测定表面元素总量
Y
(
,
E0
)
Qcx
(
,
E0
)
1
cos1
（1）
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核分析基础及应用
第一节 表面元素总量测定
2. 厚样品分析
若入射带电粒子贯穿样品时的能量损失不能忽略时,则称这种 样品为厚样品。对于厚样品分析,必须考虑由于入射粒子在样 品中的能量衰减引起的反应截面的变化。这时反应产额为:
Y ( , E0 )
Qc 1