中子是怎样影响原子核放射性的
中子是怎样影响原子核放射性的
一个中子与原子核结合后,增加了原子核中的中子数量。原子核中子数量的增加,稀释了原子核中的质子,导致原子核中的中子与质子的平均距离的减少,或中子附近的质子数量减少。我们知道,中子难以单独存在,原因是中子单独存在的寿命很短,单独的中子很容易发生放射性衰变。中子需要与质子合作生存。为了降低中子衰变成质子的概率,也就是增加中子衰变成质子的难度,中子需要质子保护。
中子是通过放出负电子,而携带正电,成为质子的。中子周围质子较多的话,中子就很难发生放出电子的衰变了,因为这需要极大能量,才能克服周围质子的电磁吸引力,放出负电子。因此,原子核中中子数量的增加,对中子的稳定也是一种损害。所以,原子核中的中子数量相对质子数量不能太多。这也是现实世界,原子核中质子与中子数量大致相等,或中子数量略多于质子数量的原因。
中子与原子核结合后,增加了原子核中的中子数量,稀释了原子核中质子之间的距离,原子核中的质子之间的电磁排斥力降低。这样,质子脱离原子核,变得困难了一些。结果是,原子核可以容纳更多质子了,这为元素序数更大的原子核的产生提供了条件。不然,没有中子的原子核,可以聚集的质子数量是不多的。原子核中,中子数量越多,越能聚集更多质子,实现更大的元素序数的原子核产生。
对于质子的聚合来说,中子是多多益善。但是,对于中子来说,中子多了却很不好,越多越不好。结果是,原子核中质子与中子数量客观上存在一个最佳比例状态。这个最佳比例状态就是自然界中这个元素占比最高的同位素。原子核中质子与中子次佳状态也是存在的,这就是自然界中某种元素为何会存在几种同位素的原因。
氢元素的原子核为何主要是一个质子,与中子结合的比例不大。原因就是氢元素的原子核只有一个质子,无法对结合的中子提供足够的保护。也就是氘氚中的中子容易衰变。
