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人工放射性与天然放射性有区别吗

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:人工放射性是由玛丽·居里的女儿和女婿,伊雷娜·约里奥-居里和弗雷德里克·约里奥-居里,在1933年发现的。他们指出,原子核并不是不可破坏的。约里奥-居里夫妇首先发现被α粒子轰击过的铝27可以衰变为稳定的硅30。这一过程导致了质子和中子的一种新组合,这种组合通常是带有放射性的。

但有另一种放射性存在,它是“人工的”,它来自已经不存在于自然中却被人类通过核反应成功“重新制造”的元素。其实它所涉及的放射性与天然放射性相同,遵循相同的物理定律(即核物理定律),但这种放射性的放射性周期通常来说短得多。

人工放射性是由玛丽·居里的女儿和女婿,伊雷娜·约里奥-居里和弗雷德里克·约里奥-居里,在1933年发现的。他们指出,原子核并不是不可破坏的。恰当地轰击原子核,就可以使它们衰变,即改变它们的质子和中子数量。这不就是古老的点石成金的梦想……

约里奥-居里夫妇首先发现被α粒子轰击过的铝27可以衰变为稳定的硅30。随后对这一衰变的一个非常细致的研究显示,这一衰变分两步进行:铝27首先衰变为磷30,它是稳定的磷31的(人工)放射性同位素;然后,地球的天然环境中并不存在的磷30通过将自己的一个质子转变为中子,衰变为硅30。从那时开始,科学家们经常使用中子来创造人工放射性元素。因为中子不带电,所以这些粒子很容易靠近原子核并被它吸收。这一过程导致了质子和中子的一种新组合,这种组合通常是带有放射性的。

于是我们合成了二十多种人工放射性元素,包括钷(Pm)和砹(At)。我们同样也制造了比铀更重的元素,称为“超铀”,例如镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)和锔(Cm)。今天,我们总共掌握了各种化学元素的近三千种放射性同位素。

近来,物理学家甚至成功制造了相当新颖的原子核,这些原子核里质子的数量远远超过中子的数量,以至于核力不再能将所有的核子连接在一起。这些原子核,在地球的天然环境中是不存在的,它们产生了一种新型的放射性:原子核可以直接排出一个或两个质子,而不需要像传统的β放射性过程一样将它们转变为中子。这一形式非常新颖的放射性在1960年代就已经被物理学家们所预言,但是直到2002年才首次观察到,这得益于制造出的铁45原子核,这个原子核中包含了26个质子和仅有的19个中子。

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