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    放射性的半衰期

    2017/5/10 16:09:55

    放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如,氡-222经过α衰变为钋-218,如果隔一段时间测量一次氡的数量级就会发现,每过3.8天就有一半的氡发生衰变。也就是说,经过第一个3.8天,剩下一半的氡,经过第二个3.8天,剩有1/4的氡;再经过3.8天,剩有1/8的氡(图19.2-3)......因此,我们可以用半衰期来表示放射性元素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期。不同的放射性元素,半衰期不同,甚至差别非常大。例如,氡-222衰变为钋-218的时间为3.8天,镭-226衰变为氡-222的时间为1620年,铀-238衰变为钍-234的半衰期竟长达45亿年。衰变是微观世界里原子核的行为,而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观世界是不可预测的”,即对于一个特定的氡原子,我们只知道它发生衰变的概率,而不知道它将何时发生衰变。一个特定的氡核可能在下1s就衰变,也可能在10min内发生衰变,也可能在200万年之后再衰变。然而,量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。例如,对于大量氡核,可以准确地预言在1s后,10min后,或200万年后,各会剩下百分之几没有衰变。放射性元素的半衰期,描述的就是这样的统计规律。放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态核外部条件都没有关系。一种放射性元素,不管它是以单质的形式存在,还是与其他元素形成化合物,或者对它施加压力、提高温度,都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度与其他元素的化合等,都不会影响原子核的结构。

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