核反應(yīng)
nuclear reaction
定義:原子核與原子核之間,或者原子核與其他粒子(如中子、γ光子等)之間的相互作用所引起的各種變化。
學(xué)科:化學(xué)_放射化學(xué)_一般術(shù)語
相關(guān)名詞:同位素 半衰期 原子序數(shù)
【延伸閱讀】
自然界中有些元素的原子核是不穩(wěn)定的,能夠自發(fā)地放射出粒子或電磁輻射。這種性質(zhì)就是我們常說的放射性。原子序數(shù)(元素在周期表中的序號(hào))在83(鉍)及以上的元素都有放射性,一些原子序數(shù)小于83的元素(如锝)也有放射性。
原子核轉(zhuǎn)變有兩種情況:一種是自發(fā)進(jìn)行的核轉(zhuǎn)變,稱為核衰變或放射性衰變;另一種是外因引發(fā)的核轉(zhuǎn)變(如利用α粒子或中子轟擊某些原子核),稱為誘導(dǎo)核反應(yīng)(如核裂變、核聚變)。在書寫時(shí),通常把某一核素的原子序數(shù)(或質(zhì)子數(shù))寫在元素符號(hào)的左下角,把原子核的質(zhì)量數(shù)寫在元素符號(hào)的左上角。
核反應(yīng)與普通的化學(xué)反應(yīng)主要有以下不同:1.元素的核反應(yīng)與它的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。例如,鈾單質(zhì)和鈾化合物的核反應(yīng)沒有什么差別;2.核反應(yīng)中,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)發(fā)生了變化,導(dǎo)致參加反應(yīng)的元素發(fā)生變化;3.核反應(yīng)的能量變化大得多,且反應(yīng)速率不受外界因素(如溫度、濃度、壓力、催化劑等)的影響。
放射性元素的衰變大致可分為4種類型,即α衰變、β衰變、正電子衰變、核電子俘獲。元素的放射性越強(qiáng),它的半衰期就越短。半衰期是指放射性元素衰變到原來數(shù)量的一半所需要的時(shí)間。
在大氣中,氮-14受到中子的高能輻射而轉(zhuǎn)化為碳-14的核反應(yīng)不斷發(fā)生。由上述核反應(yīng)得到的碳-14與大氣中的二氧化碳進(jìn)行取代反應(yīng)達(dá)成平衡時(shí),碳-14和碳-12有固定的比值。活著的生物體由于吸收大氣中的二氧化碳,其體內(nèi)碳-14和碳-12的比值與大氣中這兩種同位素的比值是相同的。生物體死亡后,它就與大氣停止了交換,因?yàn)樘?14會(huì)發(fā)生衰變,于是生物體內(nèi)碳-14和碳-12的比值便不斷下降。考古學(xué)者常常根據(jù)碳-14的半衰期,測(cè)定古生物殘骸內(nèi)碳-14和碳-12的比值,并與活的生物體內(nèi)的相應(yīng)比值進(jìn)行比較,來判斷古生物死亡的年代。
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