放射性衰变对氮和Z的影响
- 原子核变得不稳定有四个原因,这些原因决定了哪种衰变模式会发生
- 中子太多
- 通过衰减负β(β-)排放
- 其中之一中子在原子核中变成a质子和a β-粒子(一个电子)和反中微子被释放
- 核子数是常数
- 中子数(N)减少1
- 质子数(Z)增加1
- β的一般衰减方程-发射是:
- 质子太多
- 通过衰减β加上(β+)排放或电子俘获
- 在+衰变中,a质子变为中子和a β+粒子(正电子)和中微子被释放
- 在电子俘获过程中,绕轨道运行的电子被原子核吸收,并与质子结合,形成中子和中微子
- 在这两种衰变中,核子数保持不变
- 中子数(N)增加1
- 质子数(Z)减少1
- β的一般衰减方程+发射是:
-
- 电子俘获方程为:
- 太多的核子
- 通过衰减α (α)发射
- α粒子是氦核
- 核子数减少了4质子数减少了2
- 中子数(N)减少2
- 质子数(Z)减少2
- α发射的一般衰减方程为:
- 精力过多
- 通过衰减γ (γ)发射
- 伽马粒子是一种高能电磁辐射
- 这通常发生在不同类型的衰变之后,如α或β衰变
- 这是因为原子核被激发并有多余的能量
- 综上所述,α衰变、β衰变和电子俘获可以用N-Z图表示如下:
工作的例子
钚-239是一种放射性同位素,含有94个质子,并发射α粒子形成铀的放射性同位素。铀的同位素释放α粒子,形成钍的同位素,钍也是放射性的。
a)写出两个方程来表示钚-239的衰变和随后铀的衰变
b)预测钍同位素衰变模式
c)在N-Z图上画出钚-239到钍衰变子产物的衰变链
(部分)第一步:写下α衰变的一般方程第二步:写下钚变成铀的衰变方程第三步:写出铀到钍的衰变方程
部分(b)
- 钚,239聚氨酯
- 中子数: 239 - 94 = 145
- Neutron-nucleon比率: 145 / 239 = 0.607
- 铀,235U
- 中子数:235 - 92 = 143
- Neutron-nucleon比率: 143 / 235 = 0.609
- 钍,231Th
- 中子数:231 - 90 = 141
- Neutron-nucleon比率: 141 / 231 = 0.610
- 钍-231富含中子相比变成铀235和钚239
- 因此,它一定是β- - - - - -发射器
部分(c)
- 在N-Z图上绘制的关键特征是:
- 纵轴上的中子数(N)值
- 横轴上质子数(Z)的值
- 同位素的标记;239聚氨酯,235U,231Th
- 箭头表示衰变的方向
- 排放类型的标签。α,β- - - - - -
考试技巧
注意N-Z图的垂直轴。而不是N表示中子数,有时标记为N表示核子数目(质子和中子总数),这意味着衰变的表示将略有不同。