核衰变是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程,是放射性核素的一种自然现象。核衰变遵循量子统计规律,是物质特有的性质,不受任何外界条件的影响。核衰变有以下几种类型:
α衰变 :放射出氦原子核(α粒子),并伴随有能量释放。子核的电荷数比母核减少2,质量数比母核减少4。β衰变
β-衰变:
放射出β-粒子(高速电子),并伴随有能量释放。
β+衰变:放射出β+粒子(正电子),并伴随有能量释放。
γ衰变:
处于激发态的核通过放射出高能光子(γ射线)而跃迁到基态或较低能态的现象,并伴随有能量释放。
核衰变的规律是随机的,不能用精确的时间来预测某一个原子核何时发生衰变,但作为一个整体,衰变的规律十分明确。若在dt时间间隔内发生核衰变的数目为dN,它必定正比于当时存在的原子核数目N,显然也正比于时间间隔dt。这种现象可以用指数衰减规律来描述,即剩余核素的量随时间的增加而呈指数减少。
核衰变的半衰期是指一个原子核发生衰变的平均时间,是衡量放射性同位素衰变快慢的物理量。半衰期的大小由原子核内部因素决定,与外部环境无关。不同核素的半衰期不同,范围从微秒到宇宙年不等。
总的来说,核衰变是原子核内部的一种量子跃迁过程,通过放射出不同类型的粒子和能量,最终转化为其他稳定核素。