
【电】 unstable isotope
nay; no; non-; nope; not; without
【医】 a-; non-; un-
【化】 stable isotope
【医】 stable isotope
不稳定同位素(英文:Unstable Isotope 或Radioisotope)是指原子核结构不稳定、会自发发生衰变,通过释放粒子或能量转变为另一种原子核或能量状态的同位素。
核心定义与衰变特性
不稳定同位素的核心特征是其原子核内质子与中子的比例失衡,导致其无法保持稳定状态。为达到更稳定的能态,这类同位素会自发进行放射性衰变(Radioactive Decay),释放出粒子(如α粒子、β粒子)或电磁辐射(γ射线),并最终转变为其他元素或同位素。例如,碳-14(¹⁴C)会通过β衰变转变为氮-14(¹⁴N)。
术语对照与英文表述
衰变类型与释放物
不稳定同位素的衰变方式主要包括:
这些过程释放的辐射是其“放射性”的来源,美国核管理委员会(NRC)详细说明了辐射类型与防护。
半衰期 (Half-life)
衡量不稳定同位素衰变速度的关键参数是半衰期(T₁/₂),定义为特定放射性核素衰变至其初始数量一半所需的时间。半衰期范围极广,从几分之一秒到数十亿年不等。其数学表达为:
$$ N = N0 cdot e^{-lambda t} $$ 其中 ( T{1/2} = frac{ln 2}{lambda} ),( N_0 ) 为初始原子数,( N ) 为经过时间 ( t ) 后剩余的原子数,( lambda ) 为衰变常数。
应用领域
尽管具有放射性,不稳定同位素在多个领域不可或缺:
参考资料来源:
不稳定同位素是指具有相同质子数(原子序数)但中子数不同的原子核,由于中子与质子的比例失衡,导致原子核不稳定,会自发通过放射性衰变释放能量或粒子,最终转变为更稳定的核素。以下是详细解释:
特性 | 不稳定同位素 | 稳定同位素 |
---|---|---|
放射性 | 有,会衰变并释放辐射 | 无,物理性质稳定 |
中子/质子比 | 失衡(过高或过低) | 平衡(在稳定区域内) |
存在形式 | 天然或人工合成(如铀-235) | 自然界广泛存在(如碳-12) |
通过研究不稳定同位素的衰变规律,可追溯地质年代(如铀-铅测年)、分析物质迁移(如水循环中的氚示踪)。
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