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1、自發(fā)放射α粒子的核衰變過程.α粒子是電荷數(shù)為2、質(zhì)量數(shù)為4的氦核嬆He.α衰變可一般地表示為AZX—→+嬆He,式中AZX為母核；為放射α粒子后剩余的子核.根據(jù)母核、子核及氦核的靜質(zhì)量,衰變過程發(fā)生質(zhì)量虧損,Δm=mX-mY-mα＞0,與此質(zhì)量虧損相應(yīng)的能量Δm·c2稱為衰變能,大約為Ω兆電子伏特(MeV)量級(jí),其中98%以上是α粒子動(dòng)能,只有不足2%表現(xiàn)為子核的反沖動(dòng)能.實(shí)際上根據(jù)放射α粒子的動(dòng)能測量,發(fā)現(xiàn)大部分核素放出的α粒子可分為能量具有不同確定值的幾群,例如Bi衰變成Tl共放出能量不同的六群α粒子,這說明子核具有離散的能級(jí)結(jié)構(gòu),能量最大的對應(yīng)于Bi的基態(tài)躍遷到Tl的基態(tài),其他的對應(yīng)于躍遷到Tl的激發(fā)態(tài),其中前者的相對強(qiáng)度較大；也有的核素可以從母核的不同能態(tài)躍遷到子核的基態(tài),其特點(diǎn)是α粒子能量較低的躍遷較強(qiáng).
不同核素α衰變的半衰期分布較廣,從1微秒(μs)到1017秒(s),一般的規(guī)律是衰變能較大,則半衰期較短；反之,衰變能較小,則半衰期較長.衰變能的微小改變,引起半衰期的巨大變化.α衰變是量子力學(xué)隧道效應(yīng)的結(jié)果,半衰期隨衰變能變化的規(guī)律可以根據(jù)隧道效應(yīng)予以說明.計(jì)算表明,α粒子和子核的庫侖勢壘高達(dá)20MeV,α粒子的能量雖小于此值,但由于隧道效應(yīng),α粒子有一定的幾率穿透勢壘,跑出原子核.α粒子的能量越大,穿透勢壘的幾率越大,即衰變幾率越大,從而半衰期越短.由于能量因子出現(xiàn)在指數(shù)上,因而它的微小變化,引起半衰期的巨大變化.這是量子力學(xué)研究原子核的最早成就之一.
α衰變主要限于一些重核素.α衰變能譜的研究提供了核結(jié)構(gòu)的信息.。

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