a衰变(α衰变和β衰变的方程)2019-08-07 14: 43迷人的科学君
原子核的内部并不像水一样平静，相反，它充满了各种力量的较量。由于同性相斥，电磁力一直试图分离原子核中带正电的质子，而强相互作用力则是结合原子核中的质子和中子。与此同时，弱相互作用力一直在寻找机会将中子和质子相互转化。
需要注意的是，引力在原子中的作用可以忽略不计，因为它与其他三种力相比太弱了。
我们可以看到，当一个原子核中有更多的核子时(核子是组成原子核的粒子的总称)，它就会变得不稳定。这时，原子核就有可能转变到更稳定的状态，比如减少原子核内的原子核数量，达到稳定原子核的效果。这个过程叫做“衰变”。
铀作为地球上能够自然存在的最重的元素，其原子核中有相应数量的原子核，所以铀会衰变。衰变的主要方式是从原子核一次发射出两个质子和两个中子，称为“α衰变”。
当铀原子经历“α衰变”时，其质量数将减少4，原子序数将减少2。此时，它将不是铀原子。
这就是铀衰变的原理。
现在的问题是，自从地球诞生以来，地球上的铀一直在衰变，那么为什么46亿年后地球上还有铀呢？
实际上，铀原子衰变是有一定概率的。对于单个铀原子来说，衰变可能在下一秒发生，也可能在数百亿年后才发生。因此，我们必须观察大量铀原子的衰变，这样才能准确总结铀元素的衰变规律。
在许多铀原子中，一半原子核衰变所需的时间被称为铀的“半衰期”。铀同位素的半衰期可以参考下图。
从上图可以看出，天然存在的铀同位素只有三种，丰度最高的是U-238，半衰期超过40亿年。也就是说，经过46亿年的漫长时间，U-238在地球上的存储量只减少了一个半亿。
其他同位素，如U-235和U-234，由于半衰期相对较短，在过去的时间里多次减半，现在它们的丰度非常低。
这就是为什么现在地球上有铀。
顺带一提，虽然“α衰变”产生的粒子射程短，能量低，穿透力很弱，铀的半衰期很长，似乎天然铀矿石的放射性几乎可以忽略不计，但我们不能掉以轻心。
尤其是这种“α衰变”的放射源不能进入我们的身体，比如通过伤口或口鼻，会引起“α射线”的内部照射，严重威胁我们的身体健康！
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