
放射性衰变(Radioactive Decay)是指某些不稳定原子核(放射性核素)自发转变为另一种原子核或能量状态,同时释放出粒子和能量的自然过程。该过程遵循量子力学规律,不受外界温度、压力等物理化学条件影响。
汉英术语对照
衰变类型与特征
衰变类型 | 释放粒子 | 核变化规律 | 穿透能力 |
---|---|---|---|
α衰变 | 氦-4原子核(α) | 质量数↓4,原子序数↓2 | 弱(纸张可挡) |
β⁻衰变 | 电子(e⁻) | 中子→质子+电子,原子序数↑1 | 中等(铝箔可挡) |
β⁺衰变 | 正电子(e⁺) | 质子→中子+正电子,原子序数↓1 | 中等 |
γ衰变 | 高能光子(γ) | 激发态核跃迁至基态,原子核组成不变 | 强(需铅屏蔽) |
衰变定律
放射性原子核数目随时间呈指数衰减:
$$ N(t) = N_0 e^{-lambda t} $$
其中 ( lambda ) 为衰变常数,( t ) 为时间,( N_0 ) 为初始原子核数(麻省理工学院核科学教材)。
半衰期(Half-life)
定义为半数原子核衰变所需时间:
$$ T_{1/2} = frac{ln 2}{lambda} $$
不同核素半衰期差异极大,如铀-238长达45亿年,氟-18仅110分钟(国际原子能机构数据)。
权威来源:
美国核管理委员会 [Nuclear Regulatory Commission] https://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/science-101/what-is-radioactivity.html
麻省理工学院核工程系教材 [MIT OpenCourseWare] https://ocw.mit.edu/courses/nuclear-engineering
国际原子能机构核素数据库 [IAEA NuDat] https://www-nds.iaea.org/nudat3/
《自然》期刊影像技术综述 [Nature Reviews Physics] https://www.nature.com/articles/s42254-020-00223-z
美国地质调查局定年手册 [USGS Bulletin] https://pubs.usgs.gov/bul/1621/report.pdf
国际标准化组织无损检测标准 [ISO 17636] https://www.iso.org/standard/75294.html
放射性衰变是指某些不稳定的原子核自发地释放粒子或能量,转变为另一种原子核或能态的过程。这一现象是核物理学的基础概念,具有以下核心特点:
放射性衰变的研究揭示了微观世界的量子特性,其数学描述为量子隧穿效应的宏观体现。不同同位素的衰变模式差异源于核内质子与中子的结合能状态,这一过程严格遵守能量、动量和电荷守恒定律。
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