α衰變和β衰變的方程式 a衰變

a衰變(α衰變和β衰變的方程)2019-08-07 14: 43魅力科學君
原子核內部并不平靜如水,相反充滿了各種力量的較量 。由于同性相斥,電磁力一直試圖分離原子核中帶正電的質子,而強相互作用力則是使原子核中的質子和中子結合 。同時,弱相互作用力一直在尋找機會使中子和質子相互轉化 。
需要注意的是,萬有引力在原子中的作用可以忽略不計,因為與其他三種力相比太弱了 。
我們可以看到,當一個原子核中有更多的核子(核子是組成原子核的粒子的總稱)時,就會變得不穩定 。這時候細胞核就有可能向更穩定的狀態轉變,比如減少細胞核內的核數,以達到穩定細胞核的效果 。這個過程叫做“衰變” 。
鈾作為地球上可以自然存在的最重的元素,其原子核中有相應大量的原子核,所以鈾會衰變 。衰變的主要方式是從原子核中一次性放出兩個質子和兩個中子,稱為“α衰變” 。
當鈾原子發生“α衰變”時,其質量數會減少4,原子序數會減少2 。這時,它將不是一個鈾原子 。
這就是鈾衰變的原理 。
現在的問題是,自從地球誕生以來,地球上的鈾就一直在衰變,那么為什么46億年后地球上還有鈾呢?
其實鈾原子衰變是有一定概率的 。對于單個鈾原子來說,衰變可能在下一秒發生,也可能在數百億年后才發生 。因此,我們必須觀察大量鈾原子的衰變,這樣才能準確地總結出鈾元素的衰變規律 。
在許多鈾原子中,一半的原子核衰變所需的時間稱為鈾的“半衰期” 。鈾同位素的半衰期,可以參考下圖 。
從上圖可以看出,天然存在的鈾同位素只有三種,豐度最高的是U-238,半衰期超過40億年 。也就是說,經過46億年的漫長時間,U-238在地球上的儲存量只減少了一個半 。
其他同位素,如U-235和U-234,由于半衰期相對較短,在過去的時間里多次減半,現在其豐度非常低 。
這就是為什么現在地球上有鈾 。
順帶一提,雖然“α衰變”產生的粒子射程短、能量低、穿透力很弱,鈾的半衰期很長,但天然鈾礦石的放射性似乎幾乎可以忽略不計,但我們也不能掉以輕心 。
尤其是這種“α衰變”的放射源不能進入我們的體內,比如通過傷口或者口鼻,會造成“α射線”的內照射,嚴重威脅我們的健康!
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