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高中物理
放射性元素的衰变
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2024-01-09 08:59
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放射性元素的衰变
原子核的衰变 原子核自发地放出 $\alpha$ 粒子或 $\beta$ 粒子, 由于核电荷数变了, 它在元素周期表中的位置就变了, 变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变 (decay)。 铀 238 放出一个 $\alpha$ 粒子后, 质量数减少 4 , 电荷数减少 2 , 成为新核。这个新核就是针 234 (图 5.2-1)。  这种衰变过程叫作α衰变。这个过程可以用下面的衰 变方程表示 $$ { }_{92}^{238} \mathrm{U} \longrightarrow{ }_{90}^{234} \mathrm{Th}+{ }_2^4 \mathrm{He} $$ 在这个衰变过程中, 衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和; 衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。 ${ }_{92}^{238} \mathrm{U}$ 在 $\alpha$ 衰变时产生的 ${ }_{90}^{234} \mathrm{Th}$ 也具有放射性, 它能放出一个 $\beta$ 粒子而变为 ${ }_{91}^{234} \mathrm{~Pa}$ (镤) ( 图 5.2-2)。  由于电子的质量比核子的质量小得多, 因此, 我们可以认为电子的质量数为 0 、电荷数为 -1 , 可以把电子表示为 ${ }_{-}^0 \mathrm{e}$ 。这样, 原子核放出一个电子后, 因为其衰变前后电荷数和质量数都守恒, 新核的质量数不会改变但其电荷数应当加 1 。其衰变方程为 ${ }^1$ $$ { }_{90}^{234} \mathrm{Th} \longrightarrow{ }_{91}^{234} \mathrm{~Pa}+{ }_{-1}^0 \mathrm{e} $$ 放出 $\beta$ 粒子的衰变叫作 $\beta$ 衰变。
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