αβ衰变是什么？65
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发布时间：2023-11-27 11:36
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时间：2024-07-15 06:09
α衰变，又名阿尔法衰变，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（附注：α粒子，又名阿尔法粒子，即氦-4核，⁴₂He，即一颗由2颗质子和2颗中子组成的原子核）； 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。
一颗α粒子带有5兆电子伏特的动能（约等于一颗α粒子的总能量的0.13%），其移动速度是每秒15,000公里，即是只达到5%光速（光速是时速1,079,252,848.8公里）；由于α粒子相对大的质量，其+2的电荷，以及相对慢的移动速度，它们实在太容易就会和其他原子核和粒子反应及失去其能量，α粒子在几厘米厚度的空气内就会被吸收。
扩展资料：
在天然核素中，只有相当重的核（A> 140的核）才可能发生α衰变，而且主要发生于A> 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。
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时间：2024-07-15 06:10
原因正是因为衰变能电离了氦原子，使得氦原子出射的时候只是一个裸核，在运动过程中，氦原子核带电会慢慢俘获电子，判断依据是自由电子和氦原子核的相对运动速度，其实简单的说就是能量。
当自由电子的动能高于氦原子核的第一电离能的时候，电子和原子核各行其事，但如果某个电子的动能小了，就会落到氦原子核的势阱里，相当于被俘获；然后氦原子核速度就慢慢降低，重复这个过程，直到最后变成氦原子。或者你直接对比速度，如果电子的相对速度高于氦原子核的轨道上的运动速度，那么电子不被俘获，反之，则被俘获。
而衰变后的子体原子核，一般也是出于激发态上的，但是，你可以用动量守恒计算一下：α粒子和反冲子核的动量大小是一样的，α粒子质量小，速度大，根据Ek=0.5mv²，α粒子分得的衰变能是最多的，反冲核分到的衰变能其实很小，这个能量一般就几百个千电子伏，大多数情况会以γ衰变的方式把激发能释放出去，只有少部分情况子体原子核会把这部分能量直接传递给核外电子，使得电子电离，此时电离出的电子叫做俄歇电子。然后反冲核带一个单位正电荷，又有大部分机会会把原子（注意：此时激发能已经是原子的了，一般就几个电子伏到几十几百个电子伏。）的激发能以X射线的方式发射退激发；只有少部分的几率空穴（第一个俄歇电子电离后留下的位置）会把能量交给第二个电子，这个电子以俄歇电子方式出射退激发，此时就是空穴串级，反冲核带两个单位的正电荷……如此类推，反冲电子核带三个、四个、五个……九个、十个单位的正电荷的几率是依次减小，到最后几乎就不可能继续增加下去。因为正电荷累积过多，库仑斥力就越大，如果这个反冲原子是位于一个分子上，那么这个分子很可能就会因为承受不了这个库仑斥力而爆炸！解体……
所以，一般来说，你不需要考虑反冲原子核带电的问题。因为它们本身获得的衰变能就少，还有很大的几率是发生γ衰变退激发，带电几率是很小的，做题的时候你可以不考虑这个问题。认为反冲核是不带电的粒子，在磁场中直线前进。这样一来，磁场中反冲核的轨迹是直线，α粒子轨迹是圆圈，这也算是一种外切吧，反冲核的轨迹实际上是α粒子轨迹的切线。
★当然，做题的时候你可以考虑反冲核出射一个俄歇电子带一个单位的正电荷，怎么说呢？这么“玄幻”的事情，你做物理习题的时候，一般都会给出反冲核带多少电荷，电性如何的，要不这题基本没法做。至于你问楼上说那两个多余的电子的问题，其实，是因为核电荷数减少，那两个电子将不再被束缚，相当于是原子核没有足够的引力去抓住那两个电子了。那两个电子成为自由电子沉积在衰变周围的材料原子里。最后α粒子不是要俘获电子吗？虽然不一定就是俘获的这两个电子，但是，最终的电荷平衡就是靠这两个电子来达到的。α粒子从别处俘获到两个电子，然后其它被“抢”了电子的原子核辗转可能就会得到那两个电子。
⒉β衰变有三种方式，一种发射电子，即β-衰变，也就是我们通常说的β衰变。第二种出射正电子，即β+衰变，比如医院里有做正电子成像的，就是利用碳-11的衰变。第三种是轨道电子俘获，原子核直接从核外俘获一个电子，衰变成另外一个核。
β衰变是一个三体问题，参与衰变过程的包括原子核、出射的电子以及出射的中微子。三个微粒平分动量，中微子静止质量几乎为零，也有说就是零的，中微子不带电，所以在磁场中计算β衰变的时候，β粒子的动量和反冲子体原子核的动量并不一定是等大反向的，只有当中微子动量为零的时候，β粒子的动量和反冲子体原子核的动量才等大反向。和之前α衰变一样，反冲子核一般会以γ衰变的方式退激发，有一些纯β衰变的核素，比如说氚、碳-14、锶-90，它们β衰变之后的反冲核直接就是基态的原子核，带电的几率也不大。
只不过高中习题的时候一般会定义β衰变的反冲核带一个单位的正电荷，这个假设主要基于β衰变后，反冲原子核质子数增加1，而原先原子核外电子数不变，就相当于新原子核是被“电离”了一个电子，但实际情况不是电离，β粒子虽然是电子，但β衰变中出射的β粒子是从原子核里来的，不是核外的电子，所以不能叫电离。这样一来，反冲核和电子可以根据你那个公式计算出它们的轨道，至于为什么是内切，道理很简单：假设磁场是垂直纸面向里的×，电子方向向上↑，反冲核方向向下↓，根据左手定则，电子顺时针匀速圆周运动；反冲核同样是顺时针匀速圆周运动，然后半径不同，拥有共同的切点（即发生β衰变的地方）。这样就可以计算了。
高中物理习题一般都认为中微子动量为零，然后电子与反冲核平分衰变能，从而可以计算β衰变的衰变能。但事实上，有绝大多数的β粒子出射能量Eβ=Eβmax/3，即以最大衰变能的三分之一的能量出射。这是一个统计规律。
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时间：2024-07-15 06:10
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时间：2024-07-15 06:11
alpha衰变就是释放出高能的alpha射线（是高速运动的氦核）的衰变，而beta衰变是释放出高能的beta射线（高速运动的电子）的衰变
