2022-10-20
湖北仙桃市女副镇长曾伟昕快速晋升副市长曾伟昕简历图中红圈者为副市长曾伟昕。网友供图荆楚网消息(记者罗伟)1月5日下午,仙桃市委组织部新闻发言人就网上热议的女副镇长提副市长舆情进行回应,称曾伟昕历次提拔任职符合程序规定。据该新闻发言人介绍,2005年11月,曾伟昕通过参加全省公务员招录考试,进入仙桃市妇联机关工作。2009年11月,在全市青年党外干部培训班上,通过理论测试、模拟面试等竞争性选拔方式,... ... [详细]
α衰变,是一种放射性衰变(核衰变);发生α衰变时,一颗α粒子会从原子核中射出;α衰变发生后,原子核的质量数会减少4个单位,其原子序数也会减少了2个单位。α衰变是一种核裂变,当中涉及量子物理学中的隧穿效应,和β衰变不同的是α衰变是由强核力力场产生和控制。α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核He。1896年A.-H.贝可勒尔发现放射性后,人们花了很大力量研究α衰变。E.卢瑟福和他的学生经过整整10年的努力,终于在1908年直接证明了α粒子就是氦原子核 He-4。α衰变中放出的能量称为α衰变能。衰变能可以通过衰变前后的原子核的静止质量之差计算而得到。 中文名α衰变 阿尔法衰变 Z Y A 放射性衰变 衰变模型α-decay 性质设衰变前的原子核(称母核)为X( , ),这里 为 原子序数,为质量数,衰变后的原子核(称 子核)为Y( -2, -4),则α衰变可表示为 X(Z,A)→Y(Z-2,A-4)+α α衰变能Qα可表示为 Qα=( x- y- α)c^2, 其中 x、y和α分别是母核、子核和α粒子的静止质量,с是真空中的 光速。 根据能量守恒和动量守恒,α衰变能Qα以α粒子的动能α和子核的反冲能Y的形式表现出来 Qα= α+ y, 可见,对 ≈200的原子核, α粒子的动能约占衰变能的98%,子核的反冲能约占衰变能的2%。实验测得α粒子的动能因母核而异,一般在4~9兆电子伏之间。因而子核反冲能约为 100千电子伏量级。这个能量足以引起一些重要的反冲效应。 绝大多数的α放射体放出的α粒子的能量不止一组,而有强度不等的若干组,这是由于α衰变不仅在母核基态至子核基态之间进行,而且可以在母核基态至子核激发态之间,少数情形可以在母核激发态至子核基态之间进行。 在天然核素中,只有相当重的核( > 140的核)才可能发生α衰变,而且主要发生于 > 209的重核。利用核子的平均结合能不难解释这一现象(见 原子核)。 不同的α放射性核素具有不同的半衰期,半衰期的长短同α粒子的能量有强烈的依赖关系。例如U238放射的α粒子能量是4.20兆电子伏,而Po212放射的α粒子能量是8.78兆电子伏,相差2.1倍,而U238的半衰期是4.468×10^9年,而Po212的半衰期是3.0×10^-7秒,却相差10^23倍。 这反映了α粒子 能量的微小改变引起了半衰期的巨大变化。1911年,H.盖革和J.M.努塔耳总结实验结果,得出衰变常数λ和α粒子能量之间的经验规律。这个规律可以表述为lgλ= + α,衰变常数λ同半衰期12的关系是: 12 = ln2/λ,而是常数(约86),对同一个天然放射系也是常数。 产生机制为什么α粒子能从原子核中发射出来,为什么α衰变具有一定半衰期,为什么半衰期同α粒子能量有强烈的依赖关系,这些都是人们十分感兴趣的问题。计算表明,α粒子和子核之间的库仑势垒一般高达20兆电子伏以上。如前所述,α粒子动能比库仑势垒高度低得多,按照经典力学,由于库仑势垒的阻挡,α粒子不能跑到核外,根本不可能发生α衰变。20世纪20年代发展起来的量子力学能成功地解释 α衰变的产生机制。根据量子力学的隧道效应,α粒子有一定的几率穿透势垒跑出原子核。描述势垒穿透几率P的伽莫夫公式是 式中V(r)是α粒子和子核的相互作用势,E是相对运动动能,μ是α粒子和子核的约化质量,Rc是α粒子与子核的半径之和,R是V(r)=E时的r值。可见,α粒子的能量E越大,穿透势垒的几率就越大,衰变几率就越大,从而半衰期就越短。由于能量因子出现在伽莫夫公式的指数幂上,因而它的微小变化将引起衰变常数的巨大变化。这就解释了实验上观察到的α衰变半衰期随α粒子能量变化而剧烈变化的规律。利用势垒穿透来解释 α衰变是用量子力学研究原子核的最早成就之一。 半衰期不同 核素α衰变的半衰期分布较广,从1微秒(μs)到1017秒(s),一般的规律是衰变能较大,则半衰期较短;反之,衰变能较小,则半衰期较长。衰变能的微小改变,引起半衰期的巨大变化。α衰变是量子力学隧道效应的结果,半衰期随衰变能变化的规律可以根据 隧道效应予以说明。计算表明,α粒子和 子核的库仑势垒高达20MeV,α粒子的能量虽小于此值,但由于隧道效应,α粒子有一定的几率穿透势垒,跑出原子核。α粒子的能量越大,穿透势垒的几率越大,即衰变几率越大,从而半衰期越短。由于能量因子出现在指数上,因而它的微小变化,引起半衰期的巨大变化。这是量子力学研究原子核的最早成就之一。 α衰变主要限于一些重核素。α衰变能谱的研究提供了核结构的信息。α 衰变常数的定量计算直到目前还没有得到圆满解决。尤其对于奇 核和奇奇核,实验值可以比理论值小几个数量级。这主要有赖于所谓α形成 因子的计算。研究表明:α粒子不大可能在α衰变前就存在于核内,而是在衰变过程中形成的。因此,在计算衰变常数时,必须乘上一个有关α粒子形成几率的因子,通常称它为α形成因子。显然,α形成因子应该和原子核的结构有关。正因为如此,对α衰变的深入研究可进一步了解原子核内部结构的运动规律。 参考书目卢希庭主编:《原子核物理》,原子能出版社,北京,1981。 P.Marmier and E.Sheldon,Physics of Nuclei and Particles,Academic Press,New York and London,1969. 本文标题:α衰变(放射α粒子的核衰变过程) - 娱乐圈事 本文地址:http://www.o-kml.com//yule/49380.html |
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