γ衰变

γ衰变，又称伽马衰变，是放射性衰变的一种形式，为激发态原子核以γ射线的形式放出能量而回复到基态的核衰变过程。^[1]

γ衰变时，母核及子核的质量数、质子数及中子数均无变化，仅核能态有所改变。^[2]由于此衰变不涉及质量或电荷变化，故并没有特别重要的化学反应式，但仍可著量写成：

${\displaystyle X^{*}\;\to \;X+\gamma \;}$

*代表母核X处于较高能级的激发态。^[2]

γ衰变所释放的γ射线是一种电磁辐射，是亚原子粒子相互作用产生的特定频率的电磁波，例如来自电子对湮没和放射性衰变；γ射线最多产生自星际空间的核反应。

概述

γ衰变不是单独引起的，其发生往往紧随在其他形式的衰变（如α衰变或β衰变等）发生之后。许多放射性核素发生α衰变或β衰变后，产生的子核处于高能级的激发态，激发态原子核通常会在极短时间内（约10⁻¹²秒）放出γ射线并衰变为较低的核能态，该过程称为γ衰变。^[1]例如钴-60（60
Co
）β衰变后会产生激发态的镍-60（60
Ni
^*），激发态镍-60会马上放出两束能量分别为1.17及1.33MeV的γ射线，衰变为基态60
Ni
。

某些激发态原子核的半衰期比一般的激发态原子核的半衰期要长（通常达到100~1000倍的时间），被称作处于“亚稳态”。 “亚稳态”一词通常指半衰期大于10⁻⁹秒的激发态原子核，有些种类可以达到数分钟、数小时甚至数年。亚稳态原子核由于具有可测量的较长半衰期，在核物理学上被视为和基态原子核不同的核素，称作核同质异能素。^[1]核同质异能素发生的γ衰变也被称为同质异能跃迁，不过除了发生衰变前的原子核的亚稳态能持续较长时间外，这一过程和一般激发态原子核的γ衰变并没有区别。^[2]例如钼-99（99
Mo
）β衰变后会产生亚稳态的锝-99m（99m
Tc
），是锝的核同质异能素，半衰期长达6小时，会放出能量为140KeV的γ射线，衰变为基态锝-99（英语：Technetium-99）（99
Tc
）。

参阅

• γ射线
• 放射性
• α衰变
• β衰变
• α粒子
• β粒子

参考文献

1. 魏明通. 核化學. 五南图书出版股份有限公司. 2005. ISBN 978-957-11-3632-5.
2. 叶锡溶 蔡长书. 放射化學（第二版）. 台湾台北县: 新文京开发出版股份有限公司. 2008-03-26. ISBN 978-986-150-830-6 （中文（台湾））.