放射性
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放射性的某些类型的物质所表现出的性质发射能源亚原子粒子自发形成。本质上,它是单个原子核的属性。
一个不稳定的原子核会自发地分解,或衰变为一个更稳定的结构,但它只会以几种特定的方式分解,即通过释放特定的粒子或者某种形式的电磁能量。放射性衰变是几种自然存在的元素以及人为产生的元素同位素的一种性质。放射性元素衰变的速率用它的衰变速率来表示半衰期;即,任何给定数量的一半所需的时间同位素衰变。半衰期在10年以上24一些原子核的年数小于10年−23第二个(见下文放射性跃迁速率).放射性物质的产物衰变这个过程——被称为父同位素的子同位素——本身可能是不稳定的,在这种情况下,它也会衰变。这一过程一直持续到稳定核素已经形成。
放射性辐射的性质
最常见的自发放射性衰变形式是α(α)粒子β(β)粒子γ(γ)射线,和中微子.的α粒子实际上是氦-4的原子核吗原子,带两个正电荷 他。这样的带电原子被称为离子.中性氦原子在原子核外有两个电子来平衡这两个电荷。粒子可能带负电荷(Beta -,符号e−),或带正电(beta +,符号e+).减去[β−粒子实际上是电子在衰变过程中在原子核中产生,与原子的轨道电子云没有任何关系。正粒子,也叫正电子,是电子的反粒子;当把两个这样的粒子放在一起时,它们就会相互作用湮灭对方。伽马射线是电磁辐射,比如无线电波,光,以及x光。放射性也产生中微子和反中微子,粒子没有负责质量很小,由ν和表示 ,分别。
在不太常见的放射性形式中,裂变碎片、中子或质子可能被发射出来。裂变碎片本身是复杂的原子核,其电荷通常在三分之一到三分之二之间Z和质量一个母核的。当然,中子和质子是复杂原子核的基本组成部分,它们在原子尺度上具有近似单位质量,分别具有零电荷或单位正电荷。的中子不能长期存在于自由状态。它被物质中的原子核迅速捕获;否则,在自由空间中,它会经历-衰变到a质子一个电子和一个半衰期为12.8分钟的反中微子。质子是普通原子核氢并且是稳定的。
放射性的种类
早期的工作有关铀和钍矿石鉴定出两种不同类型的放射性:阿尔法和β衰变.
α衰变
在α衰变中,一种高能氦离子(α粒子)被喷射出去,留下子核原子序数两个小于父和的原子质量数比父母少四个人。的丰富同位素的衰变(用箭头表示)就是一个例子铀,238U,到钍子粒子加上α粒子
鉴于此后续反应是释放的能量(问)的百万电子伏(MeV),而半衰期(t1⁄2).值得注意的是,在α衰变中,下标所示的电荷或质子数在箭头两边是平衡的,上标所示的原子质量也是平衡的。
负β衰变
在β -衰变中,一个高能的负电子被释放出来,产生一个原子序数更高、质量数相同的子核。一个例子是铀的子产物钍-234衰变为质子-234:
在上面的衰变反应中,
表示反中微子。在这里,反应中的质子数增加了1,但总电荷保持不变,因为也产生了一个带负电荷的电子。