Particle Emission from Nuclei pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Kandt, Ronald Kirk

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2005-11

价格:$ 124.24

装帧:HRD

isbn号码:9780849346330

丛书系列:

图书标签:

• 核物理
• 粒子发射
• 原子核
• 放射性衰变
• 核反应
• 核结构
• 量子力学
• 实验核物理
• 重离子碰撞
• 核光谱学

《粒子发射自原子核》是一部深入探索原子核物理学核心领域——粒子发射过程的学术专著。本书并非对该主题进行泛泛而谈的介绍，而是以严谨的科学态度，系统梳理并剖析了从原子核中发射出各种粒子的基本原理、实验观测、理论模型及其广泛应用。本书的编写旨在为从事核物理研究的学者、研究生以及对该领域有浓厚兴趣的科研人员提供一本详实、可靠的参考资料。 全书的结构设计清晰，逻辑连贯，从最基础的物理概念出发，逐步深入到复杂的理论框架和前沿的研究方向。以下将从几个主要方面，详细阐述本书的内容精髓，但不涉及具体书中未涵盖的内容。 第一部分：原子核结构与基本粒子发射机制 本书开篇，首先构建起读者对原子核微观世界的直观认识。它详细阐述了原子核的组成，即质子和中子（核子），以及它们之间强大的核力的作用。在此基础上，本书深入探讨了核力的性质，包括其短程性、强相互作用性、以及自旋依赖性和电荷无关性等关键特征，这些特性是理解粒子发射过程的基石。 接着，本书详细介绍了原子核中各类粒子发射的基本机制。这包括： α衰变 (Alpha Decay)：详细解析了α衰变的原因，即原子核通过发射α粒子（两个质子和两个中子的束缚态）来达到更稳定的状态。本书会深入讨论α衰变的能量学，如衰变能的计算，以及量子力学中的隧道效应在α衰变中的关键作用。会阐述如何利用量子势垒模型来解释为何α粒子能够克服库仑斥力逃离原子核的束缚。 β衰变 (Beta Decay)：这是原子核结构发生质子-中子转化时的重要过程。本书将详细区分β-衰变（中子转化为质子，发射电子和反中微子）和β+衰变（质子转化为中子，发射正电子和中微子），以及电子俘获 (Electron Capture) 这种与β衰变密切相关的过程。对于每个过程，本书都会深入探讨其基本原理，涉及弱相互作用在其中的角色，以及费米理论和康普顿理论等早期模型的发展。此外，会详细解析β衰变的能谱特征，以及中微子在能量和动量守恒中的关键作用，并会提及中微子探测的实验挑战。 γ衰变 (Gamma Decay)：当原子核处于激发态时，它会通过发射高能光子（γ射线）来跃迁到较低能量态或基态。本书将阐述γ衰变的起源，即原子核内部能级的跃迁，并详细介绍不同类型的γ跃迁，如电偶极跃迁 (E1)、磁偶极跃迁 (M1)、电四极跃迁 (E2) 等。会讨论跃迁的概率、多极性、以及与原子核形状和内部结构的关系。 第二部分：直接粒子发射与核反应 除了自发衰变，原子核还可以通过与其他粒子相互作用而发射出粒子，这构成了本书的另一个重要组成部分。 直接粒子发射 (Direct Particle Emission)：这指的是在核反应过程中，被轰击的原子核并没有经历一个完全的复合核阶段，而是几乎瞬间将一个或多个粒子发射出去。本书将重点介绍几种主要的直接粒子发射模式： 剥离反应 (Stripping Reactions)：例如，当一个氘核轰击原子核时，如果其质子或中子被原子核“剥离”而留下另一个核子，这便是剥离反应。本书会分析这类反应的截面，以及它们如何为研究核外壳层模型中的核子状态提供信息。 the reactions (Pickup Reactions)：与剥离反应相反，这是指被轰击的原子核“拾取”了入射粒子的一部分，将其结合到自身。 重离子散射 (Heavy-Ion Scattering)：在重离子碰撞中，直接粒子发射也是一个重要的现象。本书会探讨在强相互作用下，核子从一个核子转移到另一个核子的可能性，以及这些过程对核子输运和能量交换的影响。 核反应理论 (Nuclear Reaction Theory)：为了定量描述和理解粒子发射过程，本书将系统介绍相关的核反应理论。这包括： 玻尔模型 (Bohr Model) 与复合核理论 (Compound Nucleus Theory)：虽然复合核理论在解释某些反应时有局限性，但它仍然是理解核反应过程的一个重要概念。本书会详细阐述复合核的形成过程，以及其随后的分解（粒子发射）如何与入射粒子能量和靶核性质有关。 直接反应理论 (Direct Reaction Theory)：本书会深入介绍描述直接粒子发射的理论框架，例如偶极近似 (Distorted Wave Born Approximation, DWBA)，用于计算直接反应的微分截面。 量子输运理论 (Quantum Transport Theory)：对于更复杂的、涉及大量粒子相互作用的核反应（例如在重离子碰撞中），本书会介绍量子输运理论，如Boltzmann方程的核物理应用，以描述核物质在碰撞过程中的动力学演化。 第三部分：核结构模型与粒子发射 粒子发射的本质与原子核的内部结构息息相关。本书将详细审视不同的核结构模型如何解释和预测粒子发射的现象。 液滴模型 (Liquid Drop Model)：虽然是一个宏观模型，但它能很好地解释核结合能的趋势，从而间接影响衰变能的计算。 壳层模型 (Shell Model)：这是理解核外层粒子行为的关键模型。本书会详细阐述壳层模型如何描述原子核中核子的能级结构，以及这些能级如何影响特定粒子的发射概率和能量。例如，在β衰变中，特定核子态的转化会直接影响衰变分支比和能谱。 集体模型 (Collective Model)：对于具有形状集体自由度的原子核，如球形或 the deformed nuclei，本书会介绍集体模型如何描述核的振动和转动激发，以及这些集体运动如何影响粒子发射。例如，在γ衰变中，集体跃迁是主要的衰变模式。 量子多体理论 (Quantum Many-Body Theory)：对于更精确的计算，本书会介绍一些先进的量子多体方法，如组态相互作用 (Configuration Interaction, CI) 方法，以及密度泛函理论 (Density Functional Theory, DFT) 在核结构研究中的应用，这些方法能够更精确地描述核子的相互作用和集体行为，进而预测粒子发射的精确性质。 第四部分：实验技术与测量 理论的生命力在于实验的验证。本书将 devote substantial effort to discussing the experimental techniques and methodologies used to study particle emission from nuclei. 粒子探测器 (Particle Detectors)：详细介绍各种用于探测α粒子、β粒子、γ射线、中子、质子以及重离子的探测器，包括闪烁探测器 (Scintillation Detectors)、半导体探测器 (Semiconductor Detectors)（如硅探测器、锗探测器）、气体探测器 (Gas Detectors)（如盖革计数器、比例计数器）、飞行时间谱仪 (Time-of-Flight Spectrometers) 等。 谱学技术 (Spectroscopy Techniques)：阐述如何利用这些探测器来测量粒子能量、动量、角分布、以及符合（coincidence）测量，以重建衰变过程和核反应的细节。 加速器技术 (Accelerator Technology)：简要介绍用于产生入射粒子束的各类加速器，如回旋加速器 (Cyclotrons)、线性加速器 (Linear Accelerators)、同步加速器 (Synchrotrons)，以及它们在核物理实验中的作用。 数据分析 (Data Analysis)：讨论核物理实验数据的处理和分析方法，包括峰拟合 (Peak Fitting)、能谱拟合 (Spectrum Fitting)、截面提取 (Cross-Section Extraction) 等。 第五部分：粒子发射的应用与前沿研究 本书的最后部分将探讨粒子发射过程在各个领域的广泛应用，以及当前该领域的研究热点。 核天体物理学 (Nuclear Astrophysics)：许多恒星的演化和元素的合成都与核反应和粒子发射过程密切相关。本书将探讨特定核反应在恒星核合成中的作用，以及如何通过研究粒子发射来理解宇宙中的元素起源。 核医学 (Nuclear Medicine)：放射性核素的衰变特性是核医学诊断和治疗的基础。本书会讨论用于放射性药物的核素的制备和衰变特性，以及如何利用这些特性进行成像和治疗。 核安全与核能 (Nuclear Safety and Nuclear Energy)：理解核裂变产物的衰变特性对于核反应堆的安全运行和放射性废物的处理至关重要。本书会探讨裂变产物中的放射性核素的粒子发射情况。 基础物理学研究 (Fundamental Physics Research)：粒子发射过程也是检验和发展基本物理理论的重要场所。例如，对β衰变的精确测量可以检验宇称不守恒 (Parity Non-conservation) 和 CPT对称性。同时，对中微子性质的研究，如其质量和混合，也离不开对β衰变和核反应的深入理解。 新兴研究方向 (Emerging Research Areas)：本书还将触及一些前沿的研究领域，例如奇异核 (Exotic Nuclei) 的粒子发射特性，即远离稳定线的核素，它们的衰变模式和半衰期可能与稳定核有显著差异。还会讨论超重核 (Superheavy Nuclei) 的合成和衰变，以及核物态方程 (Equation of State of Nuclear Matter) 的研究。 总而言之，《粒子发射自原子核》是一部内容丰富、体系完整的著作，它不仅为读者提供了对粒子发射过程的深入理解，还展示了这一领域在基础科学和应用技术中的重要性。本书的价值在于其内容的严谨性、结构的系统性以及对从基本原理到前沿研究的全面覆盖，使其成为原子核物理学领域不可或缺的重要参考。

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