原子核物理/α衰变

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α 衰变

用质量、动量与量子隧穿解释 α 衰变。

原子核的基本性质与结构 · 放射性衰变规律 · α 衰变 · β 衰变 · γ 衰变 · 核反应 · 核裂变与原子能利用 · 核聚变 · AI 辅助学习

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这讲要回答什么

• α 衰变何时在能量上允许？衰变能如何分给 α 粒子与子核？
• 为什么同一母核可能出现多条 α 能线？
• α 粒子能量低于库仑势垒，为什么仍能逸出？

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页码	主题
1—18	α 衰变条件、Q 值、反冲与能量分配
19—27	精细结构、核能级与能量和半衰期的关系
28—45	势垒穿透、量子隧穿及拓展材料

关键关系

α 衰变：^A_ZX → ^A−4_Z−2Y + ⁴₂He。采用原子质量时：

Qα=[M(X)−M(Y)−M(⁴He)]c²

Qα>0 是能量上允许的必要条件，但不直接决定衰变有多快。若母核初始静止，α 粒子与子核动量大小相同，较轻的 α 粒子获得大部分动能。

为什么有精细结构

母核可能衰变到子核的不同能级。到达激发态时，留给 α 粒子和反冲核的动能较少，于是出现不同 α 能线。势垒穿透说明：经典上能量不足以越过库仑势垒的 α 粒子仍有量子概率穿出；穿透概率对能量敏感，半衰期差异可很大。

课堂自测

1. 由一个 α 衰变式写出子核的质量数和电荷数。
2. 母核分别到子核基态、激发态时，哪条 α 能线通常更高？
3. Qα>0 是否意味着会立刻发生 α 衰变？

课件逐页文字索引

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