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核放射元素多久才会消失,还将持续1500年

来源:整理 时间:2022-04-24 18:14:30 编辑:科技知识 手机版

直到近代,随着科学技术的发展,元素的世界才由人类部分掌控,生成是毁灭,可以由人类把握。也就是说,元素的半衰期生来什么样就是什么样。以早期原子弹为例来说吧,原子弹是由引爆控制系统,高能炸药,反射层,含有核装料的核部件,中子源及弹壳所组成,它是一个非常庞大且复杂的构造。

核武器有没有保质期?为什么

核武器有没有保质期为什么

核武器跟普通弹药一样,都是有寿命和保质期的。众所周知,普通的弹药是有一定保质期的,过了保质期就很难保证可以继续正常使用。说到这里,可能就会有人问,核弹是不是也一样有保质年限呢?就整个核弹整体来说,是存在保质期这么一个说法的。去年美国总统特朗普在聊阿富汗问题时候,不经意间说漏了一件事,那就是美国政府准备投入资金对一批即将过期的核弹进行升级改造。

甚至有美国军事观察员称,如果美国再不进行核弹更新升级,最快到2035年美国将可能没有核弹可用。许多人大概会不解了,怎么核弹也有保质期?要理解核弹保质期这件事,我们需要先来了解一下核弹的内部结构。以早期原子弹为例来说吧,原子弹是由引爆控制系统,高能炸药,反射层,含有核装料的核部件,中子源及弹壳所组成,它是一个非常庞大且复杂的构造。

不了解的人可能以为核弹就是把一块核原料塞到铁圈圈中,实则不是。准确来说,那些核弹中的核原料是不存在过期这个说法的。比如铀235和钚239这两种核原料的半衰期分别为703800000年和24100年,所以其寿命远比人类的寿命还长,过期那是不可能的事情,根本不需要考虑。早期的核弹中还有氘(dao)还有氚(chuan)这些成份,虽说它俩没有铀235和钚239这两种核原料寿命长久,但也有12年左右的寿命,短期时间内也不存在过期。

现在这些核武器国家为了延长核武器整体寿命,已经用更加先进和更高寿命的氚化锂C6元素来代替掉了氘还有氚。可是除了这些之外,核弹中还有许多零部件组成部分是铁质的,只要是铁放的时间久了就可能出现生锈,一旦生锈就会影响整个核弹的正常使用。另外我们都知道,核弹的最终起爆是需要高能炸药来引的。炸药终究是化学物品,放置的时间过久必然会出现受潮等情况,这样就可能无法正常引爆核燃料。

故而,对核弹进行升级更新就是替换核弹内部的普通炸药与铁质部件以及其他一些电子点火装备等。目前世界上拥有核弹的国家对待已经过了保质期的核弹通常有两种解决办法,一是延长使用寿命,简单说就是检测一下每个部位有没有问题,是否可以继续使用。有些核弹尽管已经过了期,但本着艰苦朴素的理念,还是能够将就着继续用的。过了期的牛奶都可以喝,所以过了期的核弹也存在继续使用的可能。

放射性元素的半衰期如何理解?这个时间能改变吗?

放射性元素的半衰期如何理解这个时间能改变吗

这个世界由元素组成,这些微不起眼的粒子组合“生出”万物,进而构造出这个神奇、充满生机的世界。科学界普遍认为:核素起源于宇宙大爆炸,宇宙中的元素在宇宙形成过程中,借助超高温、高压通过宇宙核素、恒星核素以及星际物质等相互作用生成。 元素周期表上不同颜色的标记表示元素在宇宙中的不同起源:大爆炸热核聚变(蓝)、双中子星合并(橙)、濒死的低质量恒星(黄)、宇宙射线裂变、爆炸的大质量恒星(绿)、爆炸的白矮星(淡蓝)、浅灰色:存在时间极短的放射性同位素,没有恒星残留。

爆炸过后的平静也使得宇宙的温度和压力骤然下降,宇宙中的元素进入自生自灭模式。直到近代,随着科学技术的发展,元素的世界才由人类部分掌控,生成还是毁灭,可以由人类把握。不过比起自然,人类的能力还是先天不足,绝大部分元素仍处于原始的自生自灭当中。人往高处走,核素往稳定处留众所周知,原子的质量大多集中在原子核,原子核的性质决定了原子的生还是灭。

而原子核是质子和中子(统称为核子)凭借核力结合在一起的,因此,核力的大小对原子的稳定性至关重要。为了直观的比较出不同原子核的稳定性,科学家们特为此定义了一个新的物理名词:比结合能(specific binding energy),也叫平均结合能。质子与中子的结合与分离需要能量,这一点无需质疑,关键在于不同数量的核子结合在一起需要的能量不相同。

比结合能的定义为原子核的结合能与核子数的比。通俗点说就是原子核的结合能分摊在每一个核子身上的能量,这个能量并不总是相等,随着核子数的改变而变化,并有以下规律从图中可以看到:铁的比结合能最大,因此铁核最稳定。这个世界有一个普遍的运行规律:向更稳定的方向进行。水往低处流,因为在低处,对于水来说,更稳定;人往高处走,因为处在高出可以让心灵、让家庭更稳定。

对于微观粒子来说,铁就是它们最向往的地方。于是,轻核聚变,重核裂变,为的就是再靠近铁一点点。人一口吃不成胖子,重核一时半会也裂不成铁原子在通往梦想的道路上,有些人为此付出了一辈子,有些人,在一出生就出现在很多人永远到不了的位置。原子核亦是如此。较轻的原子,如氢氦锂铍硼碳氮氧氟氖,如果任由它们自己努力,别说一辈子了,给它十辈子也变不成铁原子。

对于那些起点很高的重核,如铀碘钚镭,来说,像变成铁原子就要容易很多了,不过不同出身的元素,需要的时间大不相同。为了比较这些重核的稳定性,科学家们又定义了一个新的物理学名词——半衰期。半衰期(Half-life)是指放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。半衰期是从统计学的角度定义的,即大量的原子核中有一半的原子核发生衰变所需的时间,对于单个或少量的原子核来说,半衰期这一名词毫无意义,即对于一个特定的原子,我们只知道它发生衰变的概率,而不知道它将何时发生衰变。

因此,换个角度,从概率学的角度来看,与其说半衰期是一个表述时间的物理学名词,倒不如说它是一个概率学名词,半衰期越大,发生衰变的概率越小,反之亦是如此。这也反应了微观世界的一大运行规律:“单个的微观事件是无法预测的”。不同放射性元素的半衰期天差地别,从125纳秒(0.000000125秒)的砹到1.9*10^19年的铋209,时间跨越之大,超出众人想象。

半衰期可以改变吗?值得指出的是,半衰期只由放射性元素的原子核本身决定,与其他外部因素无关。也就是说,元素的半衰期生来什么样就是什么样。但如果用中子等微观粒子去轰击,会加快原子核的衰变,使得半数原子核衰变的时间大大缩短,但这是不是就改变一种元素的半衰期,因人而异,看你怎么看了吧。毕竟,同一件事情或者同一个事物,在不同人的眼里总会有不同的看法,此乃所谓莎士比亚所说“一千个读者眼中就会有一千个哈姆雷特”。

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