α衰变(α衰变和β衰变的方程)
原子核内部并不平静如水,相反充满了各种力量的较量 。由于同性相斥,电磁力一直试图分离原子核中带正电的质子,而强相互作用力则是使原子核中的质子和中子结合 。同时,弱相互作用力一直在寻找机会使中子和质子相互转化 。
【α衰变和β衰变的方程式 α衰变】需要注意的是,万有引力在原子中的作用可以忽略不计,因为与其他三种力相比太弱了 。
我们可以看到,当一个原子核中有更多的核子(核子是组成原子核的粒子的总称)时,就会变得不稳定 。这时候细胞核就有可能向更稳定的状态转变,比如减少细胞核内的核数,以达到稳定细胞核的效果 。这个过程叫做“衰变” 。
铀作为地球上可以自然存在的最重的元素,其原子核中有相应大量的原子核,所以铀会衰变 。衰变的主要方式是从原子核中一次性放出两个质子和两个中子,称为“α衰变” 。
当铀原子发生“α衰变”时,其质量数会减少4,原子序数会减少2 。这时,它将不是一个铀原子 。
这就是铀衰变的原理 。
现在的问题是,自从地球诞生以来,地球上的铀就一直在衰变,那么为什么46亿年后地球上还有铀呢?
其实铀原子衰变是有一定概率的 。对于单个铀原子来说,衰变可能在下一秒发生,也可能在数百亿年后才发生 。因此,我们必须观察大量铀原子的衰变,这样才能准确地总结出铀元素的衰变规律 。
在许多铀原子中,一半的原子核衰变所需的时间称为铀的“半衰期” 。铀同位素的半衰期,可以参考下图 。
从上图可以看出,天然存在的铀同位素只有三种,丰度最高的是U-238,半衰期超过40亿年 。也就是说,经过46亿年的漫长时间,U-238在地球上的储存量只减少了一个半 。
其他同位素,如U-235和U-234,由于半衰期相对较短,在过去的时间里多次减半,现在其丰度非常低 。
这就是为什么现在地球上有铀 。
顺带一提,虽然“α衰变”产生的粒子射程短、能量低、穿透力很弱,铀的半衰期很长,但天然铀矿石的放射性似乎几乎可以忽略不计,但我们也不能掉以轻心 。
尤其是这种“α衰变”的放射源不能进入我们的体内,比如通过伤口或者口鼻,会造成“α射线”的内照射,严重威胁我们的健康!
好了,今天就到这里吧 。欢迎大家关注我们 。下次见 。
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