
【化】 internal conversion coefficient
内转换系数(internal conversion coefficient,ICC)是核物理学中描述原子核退激过程的重要参数,其定义为特定能级跃迁中通过内转换释放的电子数量与通过γ辐射释放的光子数量之比。数学表达式为:
$$
alpha = frac{lambda{e}}{lambda{gamma}}
$$
其中$lambda{e}$代表内转换过程概率,$lambda{gamma}$为γ跃迁概率。
该系数主要用于分析原子核激发态的衰变机制。当α值显著大于1时,表明该能级更倾向于通过内转换释放能量而非γ辐射。其数值受核能级特性、原子序数和电子壳层(K/L/M层)的影响,例如重元素(如铀)的K层电子内转换系数通常较高。
在应用层面,内转换系数的精确测量对核医学成像技术优化(如单光子发射计算机断层扫描)和放射性同位素治疗剂量计算具有重要意义。国际原子能机构(IAEA)技术报告库中收录了多种核素的实验测定数据,为核工程设计提供基准参考。
权威参考文献:
内转换系数是原子核物理中描述内转换现象的重要参数,其核心定义和特点如下:
定义与公式
内转换系数(α)定义为单位时间内发射的内转换电子数与γ光子数的比值,即:
$$alpha = frac{lambda_e}{lambda_gamma} = frac{N_e}{N_gamma}$$
其中,(lambda_e)和(lambda_gamma)分别表示内转换过程与γ跃迁的衰变常数,(N_e)和(N_gamma)为对应的粒子发射数。
分层贡献
内转换系数可分解为不同电子壳层的贡献,总系数为各层系数之和:
$$alpha = alpha_K + alpha_L + alpha_M + cdots$$
例如,K层内转换系数(alpha_K = N_K/N_gamma),L层包含三个支壳层(LⅠ、LⅡ、LⅢ),其系数需分别计算。
能量关系
内转换电子的能量由核跃迁能量(E_gamma)与电子结合能(W)决定:
$$E_e = E_gamma - W$$
例如,K层电子能量为(E_K = E_gamma - W_K),不同壳层的结合能差异导致电子能量分层。
伴随效应
内转换发生后,原子内壳层空位会引发次级过程,如特征X射线或俄歇电子发射,这些现象常作为实验探测内转换的辅助信号。
意义:该系数反映了原子核通过发射电子而非γ光子退激的概率,是研究核能级结构和跃迁选择定则的关键参数。高α值表明内转换占主导,可能与核态特性或电子云分布密切相关。
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