质子(proton): 符号:p 或 ¹H 电荷:+1 质量 ≈ 1.007 u
中子(neutron): 符号:n 或 ¹n 电荷: 0 质量 ≈ 1.009 u
电子(electron): 符号:e⁻ 或 β⁻ 电荷:–1 质量 ≈ 0.00055 u
正电子(positron): 符号:e⁺ 或 β⁺ 电荷:+1 质量 ≈ 0.00055 u
α粒子(Alpha): 符号:⁴He 或 α 电荷:+2 质量 ≈ 4.001 u
γ射线(Gamma): 符号:γ 电荷: 0 无静质量(光子)
(1)Alpha 衰变:
– 发射 α 粒子 (⁴₂He),质量数 A - 4,原子序 Z - 2
(2)Beta⁻ 衰变:
– 中子变成质子 + 发出 β⁻(电子)和反中微子,Z + 1,A 不变
(3)Beta⁺ 衰变:
– 质子变中子 + 发出 β⁺(正电子)和中微子,Z - 1,A 不变
(4)Gamma 衰变:
– 核处于激发态放出γ,A 和 Z 都不变,仅能级变化
(5)人工核反应:
– 示例:²H + ³H → ⁴He + n
质量亏损 Δm = 所有粒子质量和 − 核实际质量
绑定能 E = Δm × c²
➤ 通常用:E = Δm × 931.5 MeV/u
➤ 绑定能越高,核越稳定
✔ 电荷数(Z)守恒
✔ 质量数(A)守恒
✔ 动量守恒
✔ 总能量守恒(包括质量能)
衰变规律:N(t) = N₀ × e^(–λt)
半衰期:T₁/₂ = ln(2)/λ ≈ 0.693 / λ
λ:衰变常数(decay constant)
裂变(Fission):
– 大核裂成两个中核
– 释放中子和能量
– 示例: ²³⁵U + n → ⁹²Kr + ¹⁴¹Ba + 3n
– 应用:核电站,原子弹
聚变(Fusion):
– 小核聚成大核
– 释放能量更大
– 示例:²H + ³H → ⁴He + n
– 应用:太阳能,氢弹(尚未实现可控利用)
- Alpha 减 A4 Z2,Beta⁻ 加 Z1,Beta⁺ 减 Z1,Gamma 不变
- 质量亏损 → 能量释放
- 裂变/聚变都是放能反应
- 半衰期不变,和起始数量无关