衰变(衰变和衰变的方程式)
α衰变(α衰变和β衰变的方程式)在原子核的内部并不是平静如水,与之相反,在这里充满了各种力的较量。由于同性相斥,电磁力一直在努力地将原子核内带正电的质子分开,而强相互作用力起的作用,则是将原子核内的质子和中子合并在一起,与此同时,弱相互作用力又一直在寻找机会将中子和质子互相转换。
需要说明的是,万有引力在原子内部的作用可以忽略不计,因为它与其他三种力相比,实在是太弱了。
我们可以看出,当一个原子核内的核子(核子是组成原子核的粒子的总称)多了,它就会变得不够稳定。这时原子核就有可能向更稳定的状态转变,比如说减少原子核内的核子数量,来达到稳定原子核的效果,这个过程就就是所谓的"衰变"。
铀作为在地球上能够天然存在的最重的元素,其原子核内的核子数量相应也很大,所以铀是会发生衰变的,其衰变方式主要是从原子核内一次性发射出两个质子和两个中子,这被称之为"α衰变"。
当铀原子发生"α衰变"后,其质量数会减4,原子序数会减2,这时它就不是铀原子了。
以上就是铀衰变的原理。
现在问题来了,从地球诞生开始,地球上的铀就一直在衰变,那么为何在46亿年后地球上还有铀?
其实铀原子发生衰变是有一定的概率性的,对于单个铀原子来讲,衰变有可能在下一秒就发生,也有可能几百亿年后才发生。因此,我们必须观测一大堆铀原子的衰变情况,才能够准确地总结出铀元素的衰变规律。
在一大堆铀原子当中,半数的原子核发生衰变时所花的时间,我们称之为铀的"半衰期",关于铀同位素的半衰期,大家可以参考下图。
从上图我们可以看到,天然存在的铀同位素只有三种,丰度最高的是U-238,其半衰期高达40多亿年。也就是说,经过了46亿年的漫长时间,地球上的U-238的储藏量也只是减了个半。
其他同位素如U-235、U-234由因为半衰期相对较短,所以在过去的时间里被减半了很多次,现在的丰度就变得很低了。
以上就是现在地球上还有铀的原因。
顺便讲一下,虽然"α衰变"产生的粒子射程短、能量低、穿透力非常弱,再加上铀的半衰期很长,似乎天然铀矿的放射性几乎可以忽略不计,但是我们还是不能掉以轻心。
特别是不能让这类"α衰变"放射源进入我们的体内,比如说通过伤口或者嘴巴和鼻子进入身体,这会造成"α射线"的内照射,严重威胁我们身体的健康!
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`
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