通过捕获原子认识全球的地下水

利用放射性氪同位素进行定年的梦想始于1969年,瑞士伯尔尼大学的Loosli和Oeschger首先发现了空气中存在81Kr.这种半衰期为23万年的核素由宇宙射线产生,在大气中分布十分均匀,同位素丰度约6×10-13.小部分氪气会溶于水或被冻在冰里,其中的81Kr由于衰变将简单地随着时间而减少,因此它对测定10万到100万年间水或冰的年代十分理想.而此年代范围超出了14C(半衰期为5700年)所能应用的范围.     

美国科学家发明“永久”核电池

美国罗切斯特大学科学家发明能连续使用10年而无需再充电的核电池，电池中的能源足放射性蜕变的氚——超重氢，这一作用过程早已为科学家所知，但是迄今为止没有一种能将蜕变能量转变成电能的合理方法。     

大气中~(14)C浓度的变化

本文着重讨论了已往大气中~(14)C浓度的长期、中期和短期变化,以及这些变化与地球磁场的变化、人为活动因素、太阳活动和气候变化等的密切关系。已知年代树木年轮的~(14)C含量的测定,为研究大气~(14)C浓度的变化及其原因提供了可靠的依据。     

大气中~(14)C浓度的变化

本文着重讨论了已往大气中~(14)C浓度的长期、中期和短期变化,以及这些变化与地球磁场的变化、人为活动因素、太阳活动和气候变化等的密切关系。已知年代树木年轮的~(14)C含量的测定,为研究大气~(14)C浓度的变化及其原因提供了可靠的依据。     

核科学百年讲座第二讲 历史性发现及其对人类社会的影响(Ⅱ)

4　核反应、核裂变和核聚变放射性衰变是某些不稳定原子核自发产生的一种核蜕变反应 ,它只和发生蜕变的那个核本身的性质有关 ,而不需要外界的影响 .那么 ,有没有办法通过外界影响使本身稳定的原子核产生变化呢 ?自从卢瑟福和合作者在 1 90 9— 1 91 0年通过用α粒子做“炮弹”轰击原子 ,并由散射α粒子的角分布推论出原子的核式结构以来 ,人们就认识到 :要探索微观世界的奥秘 ,就必须利用能深入到微观粒子内部的“炮弹粒子” ,使两个微观粒子相撞 ,发生变化 ,然后从发生的变化推断它们的行为和内部结构[1] .由于原子核很小 ,其半径只有 1 0…     

2012年高考物理探究性实验试题类型及特点的统计分析

通过对2012年高考14套试卷中的有关探究性实验试题的统计分析,给出了试题的类型、特点及相应的启示.     

β蜕变

自从发现天然放射性同位素以后,人们就接触到β蜕变这一现象。后来有带电粒子加速器的发明,实验室内也能制备多种多样的β放射性同位素,这就为β蜕变的研究创造了极为良好的条件。近年来,因为中子反应堆的建成,使大量生产β放射性同位素成为现实,β蜕变的研究无论从应用上或纯理论的探讨上更显得意义重大。伴随着β蜕变也有γ射线产生,这是因为β蜕变后有些原子核还处于激发态,原子核需     

雷击与闪电

 1.地球的电场要认识雷击与闪电,首先必须了解地球的电场。这个电场位于带负电(按计算总电量Ｑ=-9×10⁵库仑)的地球表面和带正电的高层大气之间,由于宇宙线和地球天然放射性的活动,造成了空气分子持续不断地电离而形成。电离产生的一部分电子向高层大气移动。在大约海拔高度50千米的高空,充满了大量的正电荷,这部分大气是一个导电性良好的球形导体。上升的电子将中和这个带正电的导体。与此同时,电离产生的一部分正离子亦会下降到带负电的地面而发生中和作用。由于电离产生的全球电流共约1800安培,地面和高层大气两者都应该在数分钟内放电。     

重核的结团放射性

对重核的结团放射性(¹⁴C—³⁴Si)的实验数据进行了系统的分析和研究.提出了一个描述结团放射性寿命的新公式.理论计算结果与实验寿命在5倍以内符合.指出结团放射性的衰变能和结团内α粒子数有一个新的线性关系,标志着重核表面有α凝聚.     

α射线在磁场和电场中偏转的早期实验

对放射性物质所发出的α射线的东质所进行的探索人约经历了10年(1898-1908)的漫长历程.其中,关键而又首要的一步是α射线的粒子性的证实.它是通过卢瑟福(Ernest Ru-therford 1871-1937)在 1902年秋天所作的α射线在磁场和电场中偏转的实验所完成的.这些实验曾被N·费瑟(Normann　Feather)誉为整个科学史上最惊人的实验之一[1]. 卢瑟福于1902-1903年期间,对放射性的本质和起因进行了实验上的研究和理论上的探索,与索迪(F.Soddy)合作发现了放射性衰变规律.这一蜕变理论又开拓了两个新的领域:不同放射性物质之间本质的联系和放射性变化中所…     

一种新的天然放射性

罗马尼亚布加勒斯特物理和核工程研究所的D.B.Ion等人在1986年第171卷第2期Annals　of Physics上发表了一篇题为“一种新的天然放射性:π介子的自发发射”的文章.文章说: “近几年来,有关基态核的质子放射性,β延迟的双质子衰变,β延迟的氚衰变、碳-14放射性和氖放射性的报道已经相当多了.然而,这些放射性实际上属于两种类型:(1)基本粒子的自发发射,如r射线、电子、正电子、质子和中子.(2)自发发射核子集团,如α射线,C,Ne,β延迟的双质子衰变,β延迟的双中子衰变,通常也包括从对称的自发裂变到极不对称的自发变裂”. “核的。介子放射性,…     

FTIR遥测大气中CO2浓度变化及研究其影响因素

通过FTIR遥测北京空气中CO2浓度的变化,发现北京秋季白天CO2浓度的升高主要是由于机动车尾气的排放所引起的.CO2在白天由于光合作用和对流传输,浓度相对较低,浓度值为410μg·mL-1左右.而晚上则由于土壤和生物呼吸以及工业生产等产生的CO2在近地层大气中积累,CO2浓度值偏高,为610μg·mL-1左右.温度越高,CO2的浓度越低,而风速越小,公路边的CO2浓度越高.CO2浓度变化还受到湿度、风速等其他天气条件的影响.     

大气离子及其效应

 地球表面的大气层是一个巨大的球面电容器,其一面是固体和液体的地球表面,带负电;另一面是120千米以外的电离层,带正电.这个电容器内部的大气层中存在着正离子和负离子,所以在不断地放电.据估计,大气放电的总功率达数亿千瓦.大气中的离子由于放电、复合等过程而减少的同时又在不断生成.镭的衰变,放射性辐射,光电效应,太阳的紫外辐射和微粒辐射.     

利用激光击穿光谱检测大气中的重金属成分

大气中的重金属成分对人类健康有严重的危害,有必要对其进行检测和控制,利用自行搭建的一套激光击穿光谱大气监测系统,对煤燃烧烟气和烟花爆竹燃烧烟气污染的大气作为研究对象,通过软件进行处理,获得了大气中的多种重金属元素的L1BS光谱图。利用模拟的被Cd元素污染的大气进行了定量分析,配制含Cd不同浓度的大气样品进行了实验,得到了Cd元素的校准曲线,其线性拟合相关度为0.9938,计算得到其检出限为1mg/m~3。这些研究结果有效地促进了激光击穿光谱在大气污染物检测实用化技术方向的发展。     

碳-14测定年代

应用碳-14(C)方法测定年代已有二十多年历史,全世界约有一百多个实验室,测定数据达4—5万个,它是目前有关最近数万年内自然和历史现象的断代的重要工具之一. 碳-14方法测定年代的原理扣技术都来源于核物理学,它的建立和发展是同核物理的技术水平分不开的,并且出于应用上的迫切需要又转而促进了低水平放射性探测技术的提高. 过去,为获得近几万年内自然和历史现象的绝对年代数据是一件较为困难的课题.现在利用碳-14方法能令人满意地解决.例如,地质上最后一次冰期的进退、古代海岸线的变迁、人类有文字记载以前各历史阶段文化的分期等方面的绝…     

PM2.5质量浓度廓线的激光雷达反演研究

针对PM2.5质量浓度在空间不同高度上的分布测量较难这一问题,采用激光雷达和大气透射仪以及粒径谱仪进行联合探测,反演PM2.5质量浓度廓线.考虑相对湿度等因素的影响,通过大气透射仪和粒径谱仪建立地面PM2.5质量浓度与大气透过率之间的函数关系.以大气透射仪所测地面大气透过率值为基准,修正激光雷达大气透过率在高空的边界值,结合Fernald后向积分法反演出大气透过率的垂直分布.依据建立的函数关系和大气透过率垂直分布,得到PM2.5质量浓度廓线,并采用HYSPLIT后向轨迹分析不同高度层气溶胶的输送和动态变化.通过激光雷达、大气透射仪和粒径谱仪的联合探测实验,结果表明:经大气透射仪修正后,大气透过率垂直分布精度得到了提高,PM2.5质量浓度廓线很好的反映了气溶胶垂直分布的微物理变化特征.     

基于X射线光谱测定法分析氚深度的模拟研究

氚是一种重要的聚变材料,在军事和民用方面都有广泛的用途,氚在薄膜靶中的浓度和深度研究是一项重要的课题.文章建立了氚β射线诱发X射线光谱的模拟方法,分析了氚β射线诱发X射线光谱与氚的浓度和深度分布的关系,研究表明氚在薄膜靶中浓度和深度分布与测定光谱存在对应关系,这为利用X光谱反解氚含最和深度分布奠定了基础.     

大气声学进展

近十年来,关于大气中声波的广泛研究和应用对科学的贡献给人们留下深刻的印象,对把声学用于大气物理研究重新感到兴趣在很大程度上是由于McAlliste,(1968年)发明回声探测器的刺激。它的引进导致了大气声学许多方面的进展,如:折射效应的新用途;声传播过程中位相和振幅起伏的研究;用次声“透视”大尺度大气过程;高功率声辐天线附近的非线性效应;与噪声有关的问题;与多普勒频移有关的应用以及兼用声波和电磁波的混合器件。原文对这些方面都有比较详尽的评述,现因篇幅所限,仅摘译其中有关声在无湍流大气中传播的理论发展——大气声学最基本、最重要的方面。由于同一原因,有关参考文献均不列出。读者如有兴趣,请查阅原文(共引用391篇文献)。     

首届全国大学生物理实验竞赛试题解答与考试评析

首届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为“测量霍尔片的电学性质和锑化铟片的磁阻特性”和“用双光栅Lau效应测量平板玻璃的折射率”两道题,综合性、研究性试题为“用两种方法研究光在不同浓度罗丹明6G溶液中的传播速度”和“研究氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)ITO薄膜的电阻特性”两道题.本文介绍竞赛试题的实验内...     

中微子振荡实验—超出标准模型的实验检验（Ⅱ）

4　大气 μ中微子丢失和中微子振荡大气中的高能中微子是由于原初宇宙线中的高能质子在大气上部与大气中的原子核相互作用而产生Ｋ介子和π介子 ,Ｋ介子和π介子随后衰变 :Ｋ →μ νμ,　Ｋ- →μ- νμ;π →μ νμ,　π- →μ- νμ.μ子接着衰变 :μ → νμ ｅ νｅ,　μ- →νμ ｅ- νｅ,因此 ,大气中高能中微子的成分中 ,μ中微子的数量应该是电子中微子数量的两倍 .80年代初 ,探测大气中的高能中微子的装置有 :日本的Ｋａｍｉｏｋａｎｄｅ装置 ,美国的ＩＭＢ装置以及Ｓｏｕｄａｎ装置 .由于 μ子的质量约为电子质量的…