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为什么铁元素的平均核子质量最小,铁的衰期有多久

来源:整理 时间:2022-06-01 16:59:51 编辑:科技知识 手机版

铁同位素在核物理中,我们知道核聚变的终点是铁,核裂变也是铁。铁核是所有元素中最稳定的,平均核质量也最低。在大质量恒星中,元素融合成铁意味着恒星正在死亡。质子衰变在不考虑质子衰变的情况下,我们可以认为铁的稳定同位素半衰期是无限长的。但是,根据量子力学的预言,质子也会衰变。根据日本龟冈核衰变实验的结果,质子的半衰期至少是10 ^ 35年,远远超过我们宇宙的年龄。

铁的衰期有多久?为什么只有半衰期没有全衰期?

答铁有四种稳定同位素Fe-54Fe-56Fe-57和Fe-58,不考虑质子衰变的话,可以认为半衰期无限长另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59,半衰期分别是2.7年和44.5天。半衰期放射性元素在内部由于量子效应,会随机地发生衰变转变为其他原子,大量原子聚集在一起衰变就符合统计学规律,我们把放射性物质衰变一半所需的时间称之为半衰期。

半衰期是一个统计学概念,对大量放射性原子来说才有意义,对于单个原子是没有意义的,单个放射性原子我们可以用平均寿命来描述,两者的关系为平均寿命 = 半衰期 / ln2 比如碳14会自发地衰变为氮-14,半衰期为5730年,也就是对于10克的碳-14来说,在5730年后,只剩下5克的碳-14,再过5730年,就剩下2.5克的碳-14,利用这个性质,我们可以通过碳-14的检测,来测定矿物死亡生物的大致年代。

铁的同位素在核物理中,我们知道核聚变的终点是铁,核裂变的终点也是铁,铁原子核是所有元素中最稳定的,平均核子质量也最低,在大质量恒星中,元素聚变到铁就意味着恒星步入死亡。铁有四种稳定同位素,分别是Fe-54Fe-56Fe-57和Fe-58,四种同位素在自然界中丰度分别为5.8?.72%2.1%和0.28%,另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59,半衰期分别是2.7年和44.5天。

。其中,铁-59常被用作示踪剂,可以让医护人员追踪人体的代谢情况,对于某些疾病的治疗和药物追踪具有重要意义。质子衰变在不考虑质子衰变的情况下,我们可以认为铁的稳定同位素半衰期是无限长的。但是,根据量子力学的预言,质子也会衰变。根据日本龟冈核衰变实验的结果,质子的半衰期至少是10 ^ 35年,远远超过我们宇宙的年龄。

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