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放射性元素(也叫放射性核素,放射性同位素)是具有多余的能量而极其不稳定的原子,它能够不断自发的从原子本身内部放射出粒子(α粒子、β粒子)或射线(γ射线),高能量转移到电子身上,使电子逃逸出原子,这样就形成了电离辐射。

原子结构原子结构

半衰期

在衰变的过程当中,它们不断的释放能量,自身的原子质量变轻,衰变成了其他元素,一直到稳定的元素后,它们的衰变才结束,不再进行辐射。放射性衰变是在原子级别随机发生的,因此不能预测某个原子何时衰变。但各种放射性元素放射出辐射都有自己特定的速度,从开始到有一半的原子核发生了衰变,这个衰变的时间就是“半衰期”。一些元素的半衰期只有几秒,但有些元素的半衰期有几百年甚至几百万年。

放射性元素衰变放射性元素衰变

例如,现在原子全部没有衰变,经过一个衰变周期之后,有1/2的原子发生了衰变,再经过一个衰变周期之后,又有1/2的发生了衰变,此时只剩下1/4的没有衰变,如此衰变下去,剩下不衰变的将会是1/8,1/16,1/32。。。放射性元素的半衰期持续时间是未知的,次数超过了2的55次方,如果一个放射性元素的衰变周期是1秒,那么它的持续衰变时间超过1x255=3.6x1016秒;如果一个放射性元素的衰变周期是一年,那么它的持续衰变时间超过1x255=3.6x1016年。

来源

放射性元素中,有些是大自然自己存在的,有些是人工合成的,有些是核试验或核反应的副产物。有34种是在太阳系产生之前就存在的原始放射性元素,还有50种是由原始放射核元素衰变或通过宇宙辐射在地球上产生的。超过2400种放射性核素的半衰期小于60分钟,这些中的大多数是由人工产生,并且具有非常短的半衰期。大约有650个放射性元素的半衰期大于60分钟。通过对比,大约有254个较为稳定的核素。 所有的化学元素的都有放射性核素,即使最轻的元素氢也具有放射性核素。氚、锝、钷,只以放射性核素的形式存在。

常见核素

常见核素衰变周期及方式
  1. 核素名称
  2. 半衰期
  3. 衰变类型
  • 氚(3H)
  • 12.3年
  • β
  • 铍-10
  • 1,387,000年
  • β
  • 碳-14
  • 5,700年
  • β
  • 氟-18
  • 110分钟
  • β+,EC
  • 铝-26
  • 717,000年
  • β+,EC
  • 氯-36
  • 301,000年
  • β,EC
  • 钾-40
  • 1.24×109
  • β,EC
  • 钙-41
  • 102,000年
  • EC
  • 锶-90
  • 28.8年
  • β
  • 锝-99
  • 210,000年
  • β
  • 锝-99m
  • 6小时
  • γ,IC
  • 碘-129
  • 15,700,000年
  • β
  • 碘-131
  • 8天
  • β
  • 氙-135
  • 9.1小时
  • β
  • 铋-209
  • 1.9×1019
  • α
  • 钋-210
  • 138天
  • α
  • 氡-222
  • 3.8天
  • α
  • 钍-232
  • 1.4×1010
  • α
  • 铀-235
  • 7×108
  • α
  • 铀-238
  • 4.5×109
  • α
  • 钚-238
  • 87.7年
  • α
  • 钚-239
  • 24110年
  • α
  • 锎-252
  • 2.64年
  • α/SF
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