
【電】 radiative decay
輻射衰變(英文:Radioactive Decay)是原子核因不穩定而自發釋放粒子或電磁輻射,轉變為更穩定狀态的自然過程。該現象由法國物理學家亨利·貝可勒爾于1896年首次發現,現被廣泛應用于核物理、醫學及地質年代測定領域。
輻射衰變的本質是原子核通過釋放α粒子(氦核)、β粒子(電子或正電子)或γ射線(高能光子)實現能量與質量的自發調整。此過程遵循量子力學規律,衰變速率由半衰期定量描述,計算公式為:
$$
N(t) = N_0 cdot e^{-lambda t}
$$
其中$N(t)$為剩餘原子數,$N_0$為初始原子數,$lambda$為衰變常數(來源:國際原子能機構基礎核科學手冊)。
輻射衰變在醫學影像(如PET掃描利用β⁺衰變)、核能發電(鈾-235裂變鍊式反應)及碳-14測年法中發揮關鍵作用(來源:世界衛生組織放射性診療技術指南)。
“輻射衰變”通常指“放射性衰變”(Radioactive Decay),即不穩定的原子核通過釋放粒子或電磁輻射轉變為更穩定狀态的過程。以下是詳細解釋:
放射性衰變是原子核自發釋放能量或粒子的現象,源于核内質子與中子的不平衡。不穩定的核(母核)通過衰變形成更穩定的核(子核),并伴隨能量釋放。
α衰變
釋放由2個質子和2個中子組成的α粒子(氦核),原子序數減少2,質量數減少4。
公式:
$$
^{A}{Z}text{X} to ^{A-4}{Z-2}text{Y} + ^{4}_{2}alpha
$$
β衰變
包括β⁻(釋放電子)、β⁺(釋放正電子)和電子捕獲。例如β⁻衰變中,中子轉化為質子并釋放電子:
$$
n to p + e^- + bar{
u}_e
$$
γ衰變
激發态的原子核釋放高能光子(γ射線),僅能量變化,不改變原子種類。
半衰期($T{1/2}$)是半數原子核衰變所需的時間,與衰變常數($lambda$)的關系為:
$$
T{1/2} = frac{ln 2}{lambda}
$$
放射性衰變釋放的電離輻射可能損傷生物組織,需通過屏蔽(如鉛闆防γ射線)、控制接觸時間等方式防護。
如果需要進一步了解某類衰變的具體機制或實例,可以補充說明。
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