什麼可以影響元素半衰期?

時間 2021-06-03 02:40:59

1樓:

將粒子所處的環境簡化,視為乙個有限深勢阱,則通過乙個簡單的薛丁格方程就可以知道其透射係數與粒子質量、自身能量和勢阱勢能有關,關係分別為正向正向反向,而透射係數越高說明粒子更容易逃逸,即半衰期越短。將這一情況應用到元素上,質量即原子量,能量即質/電子數,勢能即原子半徑(不同原子間間距)。則可知,從內因上講,同位素中子越多越易衰變,不同元素質子越多越易衰變。

從外因上講,只有能量能被影響,如要增加能量,根據蒲朗克公式需要以頻率超越一定閾值的粒子去施加能量。

理論上可以根據粒子的質量,質子數和半徑來計算出其半衰期,但這樣需要大量觀測資料,有這些觀測資料就可以直接測出半衰期了。

2樓:

元素的半衰期直接反映了乙個原子核的穩定狀況。穩定的核素擁有較長的半衰期,甚至可能永遠都不會衰變。

常見的衰變有以下幾種:α衰變、β衰變和γ衰變,除此之外還有包括質子放射性、中子放射性、重離子放射性以及自發裂變等諸多變化。除了γ衰變外,其它衰變和裂變都擁有將乙個核素轉化到另乙個核素的能力。

為什麼原子核會發生自發裂變和衰變?用最簡單的話來說,就是這些元素自身的能量太高,它們不穩定。最常見的比方就是:

把一塊石頭放在高高的山頂上,哪怕它受力平衡了,它也可能會掉下山去,因為它的勢能太高了,稍微受到一點擾動,它也可能偏離平衡態然後受到重力的作用滑下去。反過來,放在低矮的山谷中的石頭完全不用擔心這個問題。因為它處於重力勢能的最低點了,已經處於最穩定的狀態了。

借用金尚年先生的《理論力學》中的一張圖,處在山谷的石頭就是a,處在山頂的石頭就是b。

明白了這一點再看原子核,你就知道為什麼有的核不穩定,有的核很穩定了。有的核素,自身的能量非常高,它就會通過裂變或衰變的方式,向那些低能量的核素轉變並放出能量,讓自己變得穩定一些,就像山頂上的石頭總是會傾向於從山上滑落一樣。

現在題主應該清楚了吧?是核素自身的能量,影響了核素的半衰期。為什麼半衰期是固定的?

因為核素的初態和末態都是確定的,用量子力學的方法可以計算出相互作用的矩陣元,這個矩陣元影響著核素衰變的概率,而在外界條件不變的情況下矩陣元是不隨時間變化的,則核素衰變的概率不變,概率不變,則半衰期就不變。

至於給定乙個核素的中子和質子,就想要準確計算它的概率,這個....我不是搞核結構的,所以我不清楚現在的進展如何。但我覺得這事兒夠嗆,原子核的能量狀態是由原子核的結構決定的,而原子核的結構到現在為止還有很多問題沒搞清楚。

大致算一下沒問題,原子核的模型有很多,有些很成功,但是準確計算就懸乎了。

3樓:you zhang

其實我感覺這個可能僅僅是和電子雲以及薛丁格的波動力學差不多的乙個原理,觀察電子雲時候我們講的是電子在一定範圍內出現的概率,當然假設檢測20次,並不能看出來什麼,檢測幾萬次才有效果,半衰期可能也是這個原理,當原子數量足夠大時才具有說服力,所以說也是概率問題,問要問說是什麼影響了相同原子之間不同的半衰期,很有可能跟真空漲落有關,真空漲落也是有概率發生的,經過疊加之後可能就有了半衰期的概率

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