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衰变

衰变是什么意思?为什么原子核会衰变呢

jnlyseo998998 jnlyseo998998 发表于2022-11-28 01:37:19 浏览393 评论0

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衰变是什么意思

衰变指的是一个粒子分裂成两个或以上粒子的过程。自然界中存在的不稳定粒子远多于稳定粒子,故而衰变也是一种普遍现象。

通过衰变产物对衰变进行分类,可分为弱力型、电磁型、强力型三种基本的衰变形式,弱力型衰变的典型特征是中微子、磁距;电磁型特征是光子、电荷;强力型特征是强子。

原子核衰变是常见衰变,它的衰变类型包括α、β、γ三种基本类型。

为什么原子核会衰变呢

目前情况,最新弦理论认为,和弦的振荡不平稳有关,但又十分复杂,简单的说和原子聚变原子核结合结构有关,分为放射性同位素产生和本身放射性原子聚变,其一放射同位素如氘氚,放射性原因,在恒星中氢聚变时,超高温使氢原子弦振荡平恒破裂,中子质子结构失恒,有的氢原子核会被高温释放能量,原核高温放射破裂,使得氢原子中子质子分离,而中子再与氢原子聚合时形成放射性同位素氘氚时,其结合中子的质量是有亏损的,使氘氚原核结合轻微不稳定,使其中会缓慢释放副射能量又不立马中子衰变,而氘氚比氢原子更容易聚变,是因为其中子会高温快速衰变,使原核外电子层更易脱离,原核更易接触聚变,同位素放射性其中子弦振荡失恒引起的,而放射性重原素衰变,原理一样,却又有点不同,放射性同位素中子衰变后,有些便没有放射性,有些又有,与放射性重原素一样,这些原素在聚合的时候其原本组合原素其中子质子,比没有放射性原素的中子质子质量有亏损,因为有原核强核力,使其稳定中子质子形态,但因中子质子质量不完整,使其不稳定,使其放射性。

铁的衰期有多久为什么只有“半衰期”没有“全衰期”

答:铁有四种稳定同位素Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58,不考虑质子衰变的话,可以认为半衰期无限长;另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59,半衰期分别是2.7年和44.5天。


半衰期

放射性元素在内部由于量子效应,会随机地发生衰变(转变为其他原子),大量原子聚集在一起衰变就符合统计学规律,我们把放射性物质衰变一半所需的时间称之为半衰期。

半衰期是一个统计学概念,对大量放射性原子来说才有意义,对于单个原子是没有意义的,单个放射性原子我们可以用平均寿命来描述,两者的关系为:

平均寿命 = 半衰期 / ln2 ;

比如碳14会自发地衰变为氮-14,半衰期为5730年,也就是对于10克的碳-14来说,在5730年后,只剩下5克的碳-14,再过5730年,就剩下2.5克的碳-14,利用这个性质,我们可以通过碳-14的检测,来测定矿物、死亡生物的大致年代。


铁的同位素

在核物理中,我们知道核聚变的终点是铁,核裂变的终点也是铁,铁原子核是所有元素中最稳定的,平均核子质量也最低,在大质量恒星中,元素聚变到铁就意味着恒星步入死亡。

铁有四种稳定同位素,分别是Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58,四种同位素在自然界中丰度分别为5.8%、91.72%、2.1%、和0.28%,另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59,半衰期分别是2.7年和44.5天。。

其中铁-59还常作为示踪剂,能让医疗人员追踪人体代谢的情况,对某些疾病的治疗和药物追踪有着重要意义。


质子衰变

在不考虑质子衰变的情况下,我们可以认为铁的稳定同位素半衰期无限长,但是量子力学的预言,质子也是会发生衰变的,根据日本神冈核子衰变实验的结果,质子的半衰期至少为10^35年,远远超过了我们宇宙的年龄。

目前质子衰变还是物理学中的一大谜团,假如质子真的存在衰变,根据热寂学说,宇宙在经过很长很长时间后,所有轻元素会聚变为铁,重元素会裂变为铁,然后铁原子中的质子再发生衰变,衰变后分解为各种轻子,宇宙也将彻底步入热寂时代。


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放射性物质放射了什么元素为什么会衰变

放射性物质逸出的是原子核中的质子——金属态氢离子;原子核质子数减少,就是衰变。

根据爱因斯坦的质能方程,金属态氢离子的能量就是

e=mc²

由于金属态氢离子的“磁力矩”互相切割产生了电磁波,所以热核反应形成的爆炸不是物质减少导致的。