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放射性衰变

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放射性衰变是一种自然过程。一种放射性同位素的原子将会自发地通过下列三种常见的过程之一衰变为另一种元素:
阿尔法衰变
贝塔衰变
自发裂变
在这个过程中,可以产生四种不同的放射线:
阿尔法射线­
贝塔射线
伽马射线
中子射线
放射性元素镅-241最为人们所知的用途是用于烟雾探测器。它是发生阿尔法衰变的一个很好的例子。镅-241原子能自发地辐射出阿尔法粒子。一个阿尔法粒子是由两个质子和两个中子束缚在一起形成的,它等效于一个氦-4原子核。在释放阿尔法粒子的过程中,镅-241原子转变为镎-237原子。阿尔法粒子以很高的速度离开衰变现场——或许达到了16,000公里/秒。

如果观察一个单独的镅-241原子,你无法预测它什么时候会释放出一个阿尔法粒子。不过,如果有大量的镅原子,那么衰变速度就变得非常有规律。对于镅-241,已知有一半的原子会在458年内发生衰变。因此,镅-241的半衰期是458年。每种放射性元素都有不同的半衰期,根据同位素的不同,半衰期短的不足一秒而长的有数百万年。例如,镅-243的半衰期是7,370年。

氚(氢-3)是发生贝塔衰变的元素的一个很好的例子。在贝塔衰变中,原子核中的一个中子自发地转变为一个质子、一个电子和一个被称为反中微子的粒子。原子核放射出电子和反中微子,而质子则会留在原子核中。放射出的电子被称为贝塔粒子。原子核失去一个中子而得到一个质子。因此,一个氢-3原子经过贝塔衰变变成一个氦-3原子。点击下图中的“Go”按钮,你可以看到中子的变化。

 

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