吉林大学 物理学院 核物理专业 原子核物理基础 期末复习题

1. 试用原子核的统计性质说明原子核是有质子-中子构成的，而不是有质子-电子构成的。

2. 试用β衰变的泡利中微子假说和费米理论的基本思想解释β衰变连续谱以及β衰变放

出电子的来源，试写出3种β衰变的衰变能表达式（用原子质量表示）：试说明原子轨道中的哪个壳层电子俘获概率最大？为什么有的原子核（如205Bi ）没有观察到K 壳层的轨道电子俘获？

3. 原子核的幻数有哪些？叙述幻数存在的实验依据，请说明原子核独立粒子模型的基本思

想。

4. 原子核的形变是怎么产生的？请简要说明原子核形变大小与核质量数的关系。如何正确

理解原子核的转动和振动？

5. 试写出原子核β稳定线经验公式。

6. 试说明原子核液滴模型的基本思想，写出原子核结合能半经验公式，并简要描述。

7. 把原子核内转换的衰变过程理解成先发生γ跃迁，再发生光电作用的过程，是否合理？

如何正确理解原子核的内转换方式？

8. 放射性系有哪些？简要描述每个放射性系的特点？试回答，在天然放射性系核素中，为

什么大多数成员核只具有β放射性，而没有一个具有β和EC 特性的？

9. 在核物理中，线面三个英文缩略语符号分别代表什么含义？

⑴ EC ； ⑵IC ； ⑶IT

10. 简要理解原子核的同位旋概念，并回答什么是原子核的同位旋多重态？

11. 核反应截面概念及其单位是什么？

12. 请写出原子核半径的经验公式：根据原子核的基本性质，粗略估计核物质的密度是多

少？（核子数密度、核质量密度）；试求半径为189Os 核的1/3的稳定核。

13. 实验测得某元素的特征K α线的能量为7.88KeV ，试求钙元素的原子序数Z 。

14. 为什么原子核具有自旋？如何正确理解原子核的自旋概念？实验测得241Am 的原子光

谱的超精细结构有六条谱线组成，已知相应原子能级的电子总角动量大于核的自旋，试求该核的自旋。

15. 211

83Bi 通过α衰变到207

81Tl ，放出两组α粒子，其能量分别为E （α0）=6625KeV （分支

比为83.5％），E （α1）=6274KeV （分支比为16.5％），前者相应为母核基态（I π=9/2）衰变至子核基态（I π=1/2），后者相应为母核基态衰变至子核的激发态（I π=3/2）。试求：①两组α衰变的衰变能分别是多少？②子核

207Tl 激发态的能量；③画出此衰变纲图；④说明两组α衰变分支比差异大的原因。

16. 74Be 通过轨道电子俘获衰变到73Li ，衰变能E d =0.87MeV ，试求73Li 的反冲能E R 。

17. 试说明γ跃迁选择定则。对于下列γ跃迁，已知这种跃迁发生时初态和末态的能级自旋

和宇称。试求末态的能级自旋和宇称：⑴1−→−1E ；⑵2−−→−+32E M ；⑶4−→−2E

；⑷1−−→−+21E M ；⑸0−−→−)

(43E M ；是否存在纯磁多极γ跃迁？如果存在，请分别以纯M1

和纯M2γ跃迁为例，说明这种跃迁发生时，初态和末态能级的自旋和宇称的可能取值有哪些。

18.218Po通过α衰变至214Pb，已知a粒子的动能E=5.988MeV，试计算反冲核214Pb的动

能，并求出衰变能E。

19.实验测得Tb的最低三个能级的能量，自旋和宇称分别如下：

⑴0KeV 3/2；⑵58KeV 5/2；⑶137KeV 7/2，试求9/2能级的能量。

20.实验测得232Th的低激发态的能量分别为49.8KeV，163KeV，333KeV，555KeV，试给

出他们的自旋和宇称，并确定它们向下的γ跃迁的多级性，计算10+能级的能量值。

21.试用原子质量给出β衰变三种方式的衰变能表达式，并简要说明能发生β衰变的原子核

总可以发生轨道电子俘获的原因。

22.试写出原子核衰变的指数衰变公式，并写出半衰期，平均寿命，及衰变常数关系。

23.原子核β衰变和内转换方式都将释放出电子，如何区分？

随时间t的衰减24.某种放射性核素既有α放射性，又有β放射性，实验测得β射线强度I

β如下表所示，试考虑到两种衰变时，该核素的半衰期。

25.实验测得238U的放射性活度为A=740个α粒子/分钟，放射源的质量为1毫克，试计算238U 核素的半衰期。