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核科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
（作者未知） 2009/7/30
（接上頁(yè)）何一種方式進(jìn)行：發(fā)射一個(gè)電子和一個(gè)反中微子，或者發(fā)射它們的反粒子，即正電子和中微子。貝塔衰變將原子核中的一個(gè)質(zhì)子變成中子，或?qū)⒁粋�(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子，從而改變?cè)雍酥械馁|(zhì)子、中子數(shù)量。反貝塔衰變過程中原子核則獲得一個(gè)電子。在 gamma 衰變中，一個(gè)高能光子離開核子，從而原子核形成更穩(wěn)定的、低能結(jié)構(gòu)。一個(gè)大原子核自然分裂生成小質(zhì)量原子核也是放射的一種形式。
阿爾法衰變
阿爾法粒子衰變
在圖中所示的阿爾法衰變中，原子核發(fā)出一個(gè) 4 He 核，即一個(gè)阿爾法粒子。在質(zhì)子 / 中子比數(shù)太大的重原子核中，最常發(fā)生阿爾法衰變。一個(gè)阿爾法質(zhì)子帶兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，是一個(gè)非常穩(wěn)定的粒子結(jié)構(gòu)。阿爾法放射減小母核中的質(zhì)子中子比率，使其成為一個(gè)比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。許多比鉛重的原子都按這一方式衰變。
以 210 Po 的阿爾法衰變?yōu)槔悍磻?yīng)式可以寫成 210 Po ? 206 Pb + 4 He 。 Po 原子核有 84 個(gè)質(zhì)子和 126 個(gè)中子。質(zhì)子數(shù)對(duì)中子數(shù)的比率是 Z / N = 84/126 ，即 0.667 。一個(gè) Pb 核子有 82 個(gè)質(zhì)子和 124 個(gè)中子，質(zhì)子數(shù)對(duì)中子數(shù)的比是 82/124, 即 0.661 。質(zhì)子數(shù)對(duì)中子數(shù)比率的這一小小改變，已足以使原子核處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，并且如下圖所示，使得子核（衰變產(chǎn)物）位于核素圖中穩(wěn)定的區(qū)域。
在阿爾法衰變中，原子序數(shù)發(fā)生改變，因此，最初的（或母）原子和子原子（衰變產(chǎn)物）是不同的元素，具有不同的化學(xué)性質(zhì)。
核素圖上端
原子發(fā)生阿爾法衰變時(shí)，結(jié)合能轉(zhuǎn)變?yōu)榘柗Ｗ雍妥雍说膭?dòng)能。由于能量必須在這兩種粒子之間分享，并且阿爾法粒子和子核一定有等量且方向相反的動(dòng)量，所以衰變之后的阿爾法粒子和反沖的子核將會(huì)有明確的能量。因?yàn)榘柗Ｗ淤|(zhì)量較小，大部分動(dòng)能都傳給了它。
Beta 衰變
Beta 粒子是電子或正電子（帶正電荷的電子，或稱反電子）。一個(gè)原子核如果帶有太多質(zhì)子或中子，而其中的一個(gè)質(zhì)子變成了中子，或一個(gè)中子變成了質(zhì)子時(shí)，就發(fā)生了 Beta 衰變發(fā)生。 beta 負(fù)衰變時(shí)，一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子，一個(gè)電子和一個(gè)反中微子： n ? p + e - + 。 Beta 正衰變時(shí)，一個(gè)質(zhì)子變成一個(gè)中子，一個(gè)正電子和一個(gè)中微子： p ? n + e+ + n 。兩種反應(yīng)都可以發(fā)生，因?yàn)樵诤怂貓D的不同區(qū)域，這兩種反應(yīng)之一將會(huì)使衰變產(chǎn)物移到穩(wěn)定的區(qū)域。按照守恒定律，就會(huì)發(fā)生某一種反應(yīng)。按照電荷守恒定律，一個(gè)電中性的中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)，必須生成一個(gè)負(fù)電荷的粒子（此時(shí)為電子）。與此相似，按照輕子數(shù)守恒定律，一個(gè)中子（輕子數(shù)為 0 ）衰變成一個(gè)質(zhì)子（輕子數(shù)為 0 ）和一個(gè)電子（輕子數(shù)為 -1 ）時(shí)，必須生成一個(gè)輕子數(shù)為 -1 的粒子（此時(shí)為反中微子）。 Beta 衰變發(fā)射出的 輕粒子在衰變之前并不存在于原子核中，它們是在衰變那一刻生成的。
我們已知，一個(gè)隔離的質(zhì)子，即一個(gè)氫核，不論帶不帶電子，不發(fā)生衰變。然而在一個(gè)原子核里， Beta 衰變過程可以將一個(gè)質(zhì)子變成一個(gè)中子。一個(gè)隔離中的中子是不穩(wěn)定的，而且將會(huì)以 10.5 分鐘的半衰期衰變。原子核內(nèi)的一個(gè)中子，如果能夠使原子核生成一個(gè)更穩(wěn)定的核，將會(huì)衰變；半衰期依同位素不同而異。原子核中的一個(gè)質(zhì)子，如果能夠使原子核生成一個(gè)更穩(wěn)定的核，則可從原子捕獲一個(gè)電子（電子抓�。�，和生成一個(gè)中子和一個(gè)中微子。
質(zhì)子衰變、中子衰、電子捕獲是質(zhì)子中子互相轉(zhuǎn)變的三種方法。在每種衰變中都發(fā)生了原子序數(shù)的改變，因此母原子和子原子是不同元素。在所有三個(gè)過程中，核子的 A 值保持不變，而質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)增加或減少 1 。
Beta 衰變時(shí)，結(jié)合能轉(zhuǎn)變?yōu)?beta 粒子的質(zhì)量能和動(dòng)能、中微子的能量、和子核反沖的動(dòng)能。一個(gè)特定的衰變發(fā)出的 beta 粒子的能量可能是某范圍中的任意值，因?yàn)槿N粒子可以以多種方式分享能量，而仍然服從能量和動(dòng)量守恒定律。
Gamma 衰變
在上圖描述的 gamma 衰變中，一個(gè)原子核放射出電磁幅射（光子），從而由較高的能級(jí)變?yōu)檩^低的能級(jí)。原子核內(nèi)的質(zhì)子（和中子）的數(shù)目在這一過程中不改變，因此母原子和子原子是相同的化學(xué)元素。 gamma 衰變中，發(fā)射出的光子和反沖的原子核各有確定的能量，特征能量只在二種粒子之間分享。
放射能的單位
一個(gè)放射性樣品每秒種衰減的次數(shù)，或稱活度，以放射強(qiáng)度 (Bq) 為單位表示。該單位以 Henri Becquerel （核物理學(xué)家）命名。 1Bq= 每秒衰減 1 次。
一個(gè)較舊的單位是居里，以 Pierre 和瑪莉 . （未完，下一頁(yè)）
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