
【电】 radiative decay
辐射衰变(英文:Radioactive Decay)是原子核因不稳定而自发释放粒子或电磁辐射,转变为更稳定状态的自然过程。该现象由法国物理学家亨利·贝可勒尔于1896年首次发现,现被广泛应用于核物理、医学及地质年代测定领域。
辐射衰变的本质是原子核通过释放α粒子(氦核)、β粒子(电子或正电子)或γ射线(高能光子)实现能量与质量的自发调整。此过程遵循量子力学规律,衰变速率由半衰期定量描述,计算公式为:
$$
N(t) = N_0 cdot e^{-lambda t}
$$
其中$N(t)$为剩余原子数,$N_0$为初始原子数,$lambda$为衰变常数(来源:国际原子能机构基础核科学手册)。
辐射衰变在医学影像(如PET扫描利用β⁺衰变)、核能发电(铀-235裂变链式反应)及碳-14测年法中发挥关键作用(来源:世界卫生组织放射性诊疗技术指南)。
“辐射衰变”通常指“放射性衰变”(Radioactive Decay),即不稳定的原子核通过释放粒子或电磁辐射转变为更稳定状态的过程。以下是详细解释:
放射性衰变是原子核自发释放能量或粒子的现象,源于核内质子与中子的不平衡。不稳定的核(母核)通过衰变形成更稳定的核(子核),并伴随能量释放。
α衰变
释放由2个质子和2个中子组成的α粒子(氦核),原子序数减少2,质量数减少4。
公式:
$$
^{A}{Z}text{X} to ^{A-4}{Z-2}text{Y} + ^{4}_{2}alpha
$$
β衰变
包括β⁻(释放电子)、β⁺(释放正电子)和电子捕获。例如β⁻衰变中,中子转化为质子并释放电子:
$$
n to p + e^- + bar{
u}_e
$$
γ衰变
激发态的原子核释放高能光子(γ射线),仅能量变化,不改变原子种类。
半衰期($T{1/2}$)是半数原子核衰变所需的时间,与衰变常数($lambda$)的关系为:
$$
T{1/2} = frac{ln 2}{lambda}
$$
放射性衰变释放的电离辐射可能损伤生物组织,需通过屏蔽(如铅板防γ射线)、控制接触时间等方式防护。
如果需要进一步了解某类衰变的具体机制或实例,可以补充说明。
【别人正在浏览】