放射性元素的衰变讲解

物理中的衰变,指放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程。也就是说不稳定(即具有放射性)的原子核在放射出粒子及能量后可变得较为稳定。关于这个知识点,我们重要做以下解读

第一,不是所有的元素都有衰变,而是自身不稳定的元素才会衰变,一般情况下,原子序数大于等于83的都是放射性元素,当然也有原子序数小于83的放射性元素。

第二,衰变的时候是从原子核里面释放粒子或者能量,大家一定要注意,是从原子核里面释放。

第三,衰变的时候释放出的东西可以是α粒子、β粒子、γ射线或中子。

第四,如果释放出的东西是阿尔法粒子,就称之为α衰变是。在此过程中,一个原子核释放一个α粒子(由两个中子和两个质子形成的氦原子核),并且转变成一个质量数减少4,核电荷数减少2的新原子核。其衰变方程如下所示。

浅谈放射性元素的衰变

关于这个方程,我们要注意两点,一是方程不是等号,而是箭头,这说明衰变只能由左向右自发进行,而不能由右向左自发进行。二是方程两边质量数守恒,但质量并不守恒,质量不守恒,我们才可以用爱因斯坦的质能方程计算释放的能量。

第五,如果释放出的东西是贝塔粒子,就称之为β衰变。在此过程中,一个原子核释放一个β粒子(电子或者正电子),分为β+衰变(释放正电子)和β-衰变(释放电子)。

β-衰变中,一个中子转变成一个质子,一个电子。

β+衰变中,一个质子吸收能量转变成一个中子,一个正电子。三种贝塔衰变的方程如下

浅谈放射性元素的衰变

第六,γ辐射通常伴随阿尔法贝塔的衰变产生。当一个原子核发生α衰变或者β衰变时,生成的新原子核有时会处于激发态,这时,新原子核会向低能级发生跃迁,同时释放γ光子子。这就是γ辐射。它电磁辐射,并且γ光子的能量很高。

最后我们还要注意两点,一是大家要理解这句话,能量是物质的能量,物质是能量的物质。二是,原子从基态出发,跃迁到激发态,发出的是可见光或者红外线,从激发态跃迁到基态,发出的是X射线,儿童原子核伴随衰变产生的是伽玛射线。

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