(3He ×T)+ T+ + 3He+ (3He ×H)+ 3He+ H+
HT
12.5 γ跃迁化学
• 同质异能转变可以有三种形式： • l. 放出光子； • 2. 放出内转换电子； • 3. 形成电子偶。其中前二种形式是主要的。
分子爆炸 • 空穴串级过程的时间在l0-16l0-15s，比分子振动的 时间标度（l0-14l0-12s）要短得多，积聚的正电荷 通过分子内部电荷再分布。分子内部的正电荷之 间的强烈的库仑斥力导致分子爆炸（molecular explosion）。分子爆炸又称为库仑爆炸（Coulomb explosion）。 • 同质异能跃迁的内转换系数大小对化学效应的影 响很大； 引起化学键断裂的主要因素是内转换系 数，而不是反冲能的大小。
12.3 α 衰变化学
• α 衰变反冲能的计算
2 p 2 M E M p E R E 2M 2M 2M M 2 R
,
M —— 粒子的质量质量。
放射性衰变放出的a粒子的能量在1.83 MeV （144Nd ）和 11.7 MeV （212mPo）之间，a衰变的子体具有很高的反冲能， 一般都在0.1 MeV数量级，远远大于化学键能，因此必然使 化学键断裂。
2 2 4 E c 2 pe me c E e me c 2
2 E 2 e pe 2 2 E e me c
• 上式中E为电子的总能（=动能+静质量能），me、pe和Ee 分别为电子的静质量、动量和动能。考虑相对论效应后， 引入对反冲能的修正项 。当发射单能电子时，根据式 （12-4）式可以导得： 2
12.6 热原子化学的应用
• 12.6.1 氟的反冲化学 • 研究氟的反冲化学一般均利用l8F （T1/2=109.7 min）, 无载体的18F可用18O(p, n)18F、16O(α, d)18F和16O(t,n)18F等反应大量 生产。通过19F(n, 2n)18F和19F(γ,n)18F反应制 备的18F是有载体的。 • 通过氟的反冲化学的研究可以获得氟化物 特别是有机氟化物化学的反应机制方面的 知识。
Ee me ER Ee 2 M 2 Mc
当Ee用MeV为单位， me和M用原子质量单位时，可得：
Ee2 Ee E R 536 548 M M
上述可用于计算b衰变过程的最大反冲能量，也适用于计算 发射内转换电子的反冲能。
• 例如, l4C衰变放射的粒子的最大能量为 0.156MeV, 其最大反冲能为： • ER,max = 536 x 0.1562/14 + 5480.156/14 = 7.04 eV
表12-14
18F的各种初级反应的反应产物
反应方式 氢提取反应 氟提取反应 氢置换反应 氟置换反应 CH3置换反应 CF3置换反应
反应产物及其相对产额 H18F（51%） FI8F（5.4%） CF2.CH218F（8.2%） CF218FCH3（3.6%） CF318F（5.8%） CH3I8F（8.2%）
12.6.2 新化合物的制备
•
在衰变中，子体原子的化合价增加１
Z
X Z 1Y
n
b
( n 1)
当放射性原子是分子的一部分且b衰变后没有因反冲而 与分子的其余部分分离开时，b衰变引起的核电荷数改 变导致形成相邻元素的类似化合物。用这种方法曾制得 一些无载体的原先未知的化合物。
• 例子：
若E的单位采用MeV，M 采用原子质量单位, 则生成核R的 反冲能量为：
ER = 536E2/M (eV)
• 例题 • 在127I（n,γ）128I核反应中，放出的光子能量为４ MeV，则生成核128I的反冲能量为多少？ • 解：ER = 536Eγ2/M • ER = 536 x16/128 = 67 eV
• 二苯锝，它在芳烃配合物系列中的存在过去是有疑问的， 因为相应的铼配合物Re(C6H6)2是稳定的，而锰配合物是 不稳定的。为了考察锝配合物的稳定性，先制备二苯钼99Mo，期望经过衰变会生成相应的锝化合物。
• 综上所述, 不同的核反应过程, 引起化学键断裂的因素 是不同的。 对于(γ ,n)反应反冲能量比化学键能高几个 数量级, 它必然是断键的主要原因。同质异能跃迁和电子 俘获的反冲能量小, 一般不足以破坏化学键, 而Auger效 应的空穴串级则是断键的主要原因。衰变引起化学效应的 因素比较复杂, 其断键的主要原因有衰变子体核的反冲, 电子震脱, 以及原子的激发和内转换引起的Auger效应等 因素。对于最常见的(n,γ )反应来说, 反应中放出光子 获得的反冲能量是断键的主要原因。
12.2 （n,γ ）反应的化学效应
• 反冲能ER可通过下式计算：
p 1 p 2 E R MV 2 2M 2M
ER——反冲能; M——反冲核的质量； V——反冲核的速度； pR——反冲核的动量； p——出射粒子的动量。
2 R
2
• (n,γ)反应的反冲原子的能量计算：
ER p2 2M E2 2Mc2
轻核（如12B，8Li）放出的b粒子能量很高, ER,max可高达数 keV。中重核的发射的b粒子的最大能量约为l-2MeV, ER,max值为101-102 eV，高于化学键能。平均反冲能约为最 大反冲能的一半。
T2、HT的β-衰变产物分布
衰 变 物 T2 产 物 产 额（%） 94.5 ± 0.6 5.5 ± 0.6 89.55 ± 1.1 8.2 ± 1.0 2.3 ± 0.4
• 例题 • 222Rn经衰变成218Po，发射的粒子的能量E= 5.489 MeV（99.9%），218Po得到的反冲能量为 多少？ • 解：
4 ER 5.489 MeV 0.101MeV 218
12.4 β衰变化学
• β衰变时产物核获得的反冲能量与其质量、衰变能Q及其 在β粒子和中微间的分配方式、以及它们的出射方向间的 夹角等有关。当放出的β粒子的动能等于该组β射线的最 大能量Emax时，中微子的动能等于0。对于高速度运动的 电子，在计算其动量时要考虑相对论效应，