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核嬗变和钚

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核嬗变和钚之间的区别

核嬗变 vs. 钚

核嬗變是一種化學元素轉化成另外一種元素,或一種化學元素的某種同位素轉化為另一種同位素的过程。能夠引發核嬗變的核反應包括一個或多個粒子(如質子、中子以及原子核)與原子核發生碰撞后引發的反應,也包括原子核的自發衰變。 但反過來說,原子核的自發衰變或者與其他粒子的碰撞並不一定都導致核嬗變。比如,γ衰變以及同它有關的内轉換過程就不會導致核嬗變。核嬗變既可以自然發生,也可以人工引發。. 鈽(Plutonium,--)是原子序数94、元素符號為Pu的放射性超鈾元素。它屬於錒系金屬,外表呈銀白色,接觸空氣後容易腐蝕、氧化,在表面生成無光澤的二氧化鈽。鈽有六种同素異形體和四種氧化態,易和碳、鹵素、氮、矽起化學反應。鈽暴露在潮濕的空氣中時會產生氧化物和氫化物,其體積最大可膨脹70%,屑狀的钚能自燃。它也是一种放射性毒物,会於骨髓中富集。因此,操作、處理鈽元素具有一定的危險性。 鈽是天然存在於自然界中質量最重的原子。它最穩定的同位素是鈽-244,半衰期約為八千萬年,足夠使鈽以微量存在於自然環境中。 鈽最重要的同位素是鈽-239,半衰期為2.41萬年,常被用來製造核子武器。鈽-239和鈽-241都易于裂變,即它們的原子核可以在慢速熱中子撞擊下產生核分裂,釋出能量、伽馬射線以及中子輻射,從而形成核連鎖反應,並應用在核武器與核反應爐上。 鈽-238的半衰期為88年,並放出α粒子。它是放射性同位素熱電機的熱量來源,常用於驅動太空船。 鈽-240自發裂變的比率很高,容易造成中子通量激增,因而影響了鈽作為核武及反應器燃料的適用性。 分離鈽同位素的過程成本極高又耗時費力,因此鈽的特定同位素時幾乎都是以特殊反應合成。 1940年,格倫·西奧多·西博格和埃德溫·麥克米倫首度在柏克萊加州大學實驗室,以氘撞擊鈾-238而合成鈽元素。麥克米倫將這個新元素取名Pluto(意為冥王星),西博格便開玩笑提議定其元素符號為Pu(音類似英語中表嫌惡時的口語「pew」)。科學家隨後在自然界中發現了微量的鈽。二次大戰時曼哈頓計劃則首度將製造微量鈽元素列為主要任務之一,曼哈頓計劃後來成功研製出第一個原子彈。1945年7月的第一次核試驗「三一试验」,以及第二次、投於長崎市的「胖子原子彈」,都使用了鈽製作內核部分。關於鈽元素的人體輻射實驗研究並在未經受試者同意之下進行,二次大戰期間及戰後都有數次核試驗相關意外,其中有的甚至造成傷亡。核能發電廠核廢料的清除,以及冷戰期間所打造的核武建設在核武裁減後的廢用,都延伸出日後核武擴散以及環境等問題。非陸上核試驗也會釋出殘餘的原子塵,現已依《部分禁止核試驗條約》明令禁止。.

之间核嬗变和钚相似

核嬗变和钚有(在联盟百科)24共同点: 原子核半衰期同位素化學元素元素周期表衰變鏈質子超铀元素鈾-238锕系元素自發裂變格倫·西奧多·西博格放射性

原子核

原子核(德语:Atomkern,英语:Atomic nucleus)是原子的组成部分,位于原子的中央,占有原子的大部分质量。組成原子核的有中子和質子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时,构成的是原子。原子核極其渺小,如果将原子比作一座大廈,那麼原子核只有大廈裡的一張桌子那麼大。.

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半衰期

半衰期(Half-life)是指某種特定物質的浓度经过某种反应降低到剩下初始时一半所消耗的時間,半衰期是研究反应动力学的一个容易测定的重要参数,数学上可以证明,只有一级反应的半衰期是恒定的数值,且知悉一个一级反应的半衰期便可以计算出该反应的所有动力学参数,所以人们通常只关心一级反应的半衰期。常见的一级反应有:放射性核素的衰变、一级化学反应、药物在体内的吸收和代谢等。.

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同位素

同位素(Isotope)是某種特定化學元素之下的不同種類,同一種元素下的所有同位素都具有相同原子序數,質子數目相同,但中子數目卻不同。這些同位素在化學元素週期表中佔有同一個位置,因此得名。 例如氫元素中氘和氚,它們原子核中都有1個質子,但是它們的原子核中分別有0個中子、1個中子及2個中子,所以它們互為同位素。.

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化學元素

化學元素指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质,同一種化學元素是由相同的原子組成,也就是其原子中的每一核子具有同样数量的質子,用一般的化学方法不能使之分解,并且能构成一切物质。一些常見元素的例子有氫、氮和碳。 原子序數大於82的元素(即鉛之後的元素)沒有穩定的同位素,會進行放射衰變。另外,第43和第61種元素(即锝和鉕)沒有穩定的同位素,會進行衰變。可是,即使是原子序數大於94,沒有穩定原子核的元素,有些仍可能存在在自然界中,如鈾、釷、钚等天然放射性核素。 所有化學物質都包含元素,即任何物質都包含元素,隨著人工的核反應,會發現更多的新元素。 1923年,国际原子量委员会作出决定:化学元素是根据原子核电荷的多少对原子进行分类的一种方法,把核电荷数相同的一类原子称为一种元素。 2012年,總共有118種元素被發現,其中地球上有94種。.

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元素周期表

化學元素週期表是根據原子序從小至大排序的化學元素列表。列表大體呈長方形,某些元素週期中留有空格,使化学性质相似的元素处在同一族中,如鹵素及惰性氣體。這使週期表中形成元素分區。由於週期表能夠準確地預測各種元素的特性及其之間的關係,因此它在化學及其他科學範疇中被廣泛使用,作為分析化學行為時十分有用的框架。 現代的週期表由德米特里·門捷列夫於1869年創造,用以展現當時已知元素特性的週期性。自此,隨--新元素的發現和理論模型的發展,週期表的外觀曾經過改變及擴張。通過這種列表方式,門捷列夫也預測一些當時未知元素的特性以填補週期表中的空格。其後發現的新元素的確有相似的特性,使他的預測得到証實。 化學元素週期表将各个化学元素依据原子序编号,并依此排列。原子序從1(氫)至118(Og)的所有元素都已被发现或成功合成,其中第113、115、117、118号元素在2015年12月30日獲得IUPAC的确认。 而其中直到鉲的元素都在自然界中存在,其--的(亦包括眾多放射性同位素)都是在實驗室中合成的。目前Og之後的元素的合成正在進行中,帶出如何擴展元素週期表的問題。.

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碳(Carbon,拉丁文意為煤炭)是一種化學元素,符號為C,原子序数為6,位於元素週期表中的IV A族,屬於非金屬。每個碳原子有四顆能夠進行鍵合的電子,因此其化合價通常為4。自然產生的碳由三種同位素組成:12C和13C為穩定同位素,而14C則具放射性,其半衰期約為5,730年。碳是少數幾個自遠古就被發現的元素之一(見化學元素發現年表)。 碳的同素異形體有數種,最常見的包括:石墨、鑽石及無定形碳。這些同素異形體之間的物理性質,包括外表、硬度、電導率等等,都具有極大的差異。在正常條件下,鑽石、碳納米管和石墨烯的熱導率是已知材質中最高的。 所有碳的同素異形體在一般條件下都呈固态,其中石墨的熱力學穩定性最高。它們不易受化學侵蝕,甚至連氧都要在高溫下才可與其反應。碳在無機化合物中最常見的氧化態為+4,並在一氧化碳及過渡金屬羰基配合物中呈+2態。無機碳主要來自石灰石、白雲石和二氧化碳,但也大量出現在煤、泥炭、石油和甲烷水合物等有機礦藏中。碳是所有元素中化合物种类最多的,目前有近一千萬種已記錄的純有機化合物,但這只是理論上可以存在的化合物中的冰山一角。 碳的豐度在地球地殼中排列第15(见地球的地殼元素豐度列表),並在全宇宙中排列第4(见化學元素豐度),名列氫、氦和氧之下。由於碳元素極為充沛,再加上它在地球環境下所能產生的聚合物種類極為繁多,因此碳是地球上所有生物的化學根本。.

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衰變鏈

核科學裡,衰變鏈指的是放射性衰變過程中成鏈產生的一系列衰變產物。大部分放射性元素並不直接衰變成穩定的狀態,而是經過一連串的衰變反應,最終達至穩定的同位素為止。 衰變階段的名稱取決於它與前後階段的關係。“母同位素”衰變後產生“子同位素”。子同位素有可能是穩定的,但也可以繼續衰變形成下一個子同位素。子同位素的子同位素稱為第二代子同位素。 單獨一個母原子衰變成一個子原子的時間不定,不但在不同的母子原子對中有所不同,而且在同一種母子衰變反應中也有差異。單個原子的衰變是瞬時發生的,但是最初一堆原子在經過時間t後的衰變則由指數分布e−λt表示,當中的λ稱為衰變常數。正因為衰變的指數特徵,因此每一種同位素都有其半衰期。起初一定數量的相同放射性同位素在經過半衰期後,其中的一半會衰變成子同位素。實驗已經測定了數千種放射性同位素(或放射性核素)的半衰期,從幾乎馬上衰變到1019年以上不等。 中間的衰變階段往往比最初放射性同位素的衰變具有更強的放射性。當達至平衡之後,第二代子同位素的量與其半衰期成正比。不過由於其活躍性與半衰期成反比,任何在衰變鏈中的核素最終都會達到母同位素的放射水平。例如,自然鈾的放射性並不特別高,但是瀝青鈾礦的放射性卻是它的13倍,因為礦中還包含鐳和其他子同位素。除了鐳明顯較高的放射性之外,衰變鏈中的下一步會產生氡。氡是一種放射性的重惰性氣體,會囤積在含有釷或鈾的岩石附近的空隙裡,如地下室和礦井裡。長期接觸氡氣是導致非吸煙者患上肺癌的最主要原因。.

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質子

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超铀元素

超铀元素在化学上指的是原子序数在92(铀)以上的重元素。原子序数从1到92的元素中,除了锝,钷,砹,钫4种物质以外,都可以很容易在地球上大量检测到,而且比较稳定,有很长的半衰期,或者是铀的普遍衰变物。 序数92以上的元素都是首先以人工合成的办法发现的。僅有少數的元素在地球上被發現自然生成,例如钚、镎、鉲等,因为他们都有放射性,半衰期短。可以在富铀的矿石中检测到钚的痕迹,在核试验后也有少量生成。它们是铀矿石经过中子俘获紧接着两次β衰变而成的:(238U → 239U → 239Np → 239Pu)。 这些元素现在可以用核反应堆或者粒子加速器人工合成。这些元素的半衰期有随着序数的增加而有缩短的趋势,然而也有例外:例如𨧀和锔的一些同位素。格伦·西奥多·西博格预言了在这一系列元素中更多的反常元素,并且把它们归类于“稳定岛”,即质子或中子为幻数的原子核具有特别的稳定性。 超铀元素中未发现的元素以及发现但未命名的元素,使用IUPAC元素系统命名法。超铀元素的命名曾引起很大的争论,104到109号元素命名的争论从二十世纪六十年代开始,一直到1997年才解决。.

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鈾(Uranium)是一種銀白色金屬化學元素,屬於元素週期表中的錒系,化學符號為U,原子序為92。每個鈾原子有92個質子和92個電子,其中6個為價電子。鈾具有微放射性,其同位素都不稳定,并以鈾-238(146個中子)和鈾-235(143個中子)最为常见。鈾在天然放射性核素中原子量第二高,仅次于钚。其密度比鉛高出大約70%,比金和鎢低。天然的泥土、岩石和水中含有百萬分之一至百萬分之十左右的鈾。採礦工業從瀝青鈾礦等礦物中提取出鈾元素。 自然界中的鈾以三种同位素的形式存在:鈾-238(99.2739至99.2752%)、鈾-235(0.7198至0.7202%)、和微量的鈾-234(0.0050至0.0059%)。鈾在衰變的時候釋放出α粒子。鈾-238的半衰期為44.7億年,鈾-235的則為7.04億年,因此它们被用于估算地球的年齡。 鈾獨特的核子特性有很大的實用價值。鈾-235是唯一自发裂變的同位素。鈾-238在快速中子撞擊下能夠裂變,屬於增殖性材料,即能在核反應爐中經核嬗變成為可裂變的鈈-239。鈾-233也是一種用於核科技的可裂變同位素,可從自然釷元素製成。鈾-238自發裂變的機率极低,快中子撞擊可诱导其裂變;鈾-235和233可被慢中子撞击而裂变,如果其质量超过临界质量,就都能夠維持核連鎖反應,在核反应过程中的微小质量损失会转化成巨大的能量。这一特性使它们可用于生产核裂变武器与核能发电。耗尽后的鈾-235发电原料被称为貧鈾(含238U),可用做钢材添加剂,製造贫铀弹和裝甲。.

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鈾-238

鈾238(符号:238U)是鈾在自然界中最常見的同位素,放射性強度遠低於鈾-235,因此鈾238並不是可裂變物質。但是它可以藉由捕捉慢中子並經過兩次貝塔衰變變成可分裂的。被快中子碰撞後會吸收其能量,使得快中子不能進一連鎖反應。 大約99.284%的天然鈾是鈾238,半衰期為4.468 × 109年,在原子核大於84的放射性元素中,其半衰期特別的長,顯示其擁有特別穩定的原子核。 Category:鈾的同位素.

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锕系元素

锕系元素以第Ⅲ族副族元素锕为首的一系列元素,是原子序数第89元素锕到第103元素铹,共15种放射性元素,在周期表中占有一个特殊位置。 锕系元素的名稱是因為3族元素锕,有時也會符號An表示锕系元素。锕系元素絕大部份是f區元素,最高能量的電子是在5f電子層,锕系元素只有鐒是d區元素。鑭系元素中大部份也一様是f區元素,不過相較起來,锕系元素的化合價有較多的變化。 锕系元素原子基態的電子構型是5f0~146d0~17s2,这些元素的核外电子分为7层,最外层都是2个电子,次外层多数为8个电子(个别为9或10个电子),从镤到锘电子填入第5层,使第5层电子数从18个增加到32个。 1789年德国馬丁·克拉普羅特从沥青铀矿中发现了铀,它是被人们认识的第一个锕系元素。其后陆续发现了锕、钍和镤。铀以后的元素都是在1940年后用人工核反应合成的,稱為人工合成元素。.

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自發裂變

自發裂變(Spontaneous fission)是一種放射性衰變,只發生於原子量高的化學元素。由於元素的核結合能在原子量約為58個原子質量單位(u)時最高,因此更高質量的原子核會自發性分解為較小的數個原子核,以及一些單獨的核子。 由於裂變形成的產物原子核有限制,所以在一些原子量大於92原子質量單位(a.m.u)的原子核也理論上能夠進行自發裂變,而其自發裂變的概率隨著原子量的上升而增加。 理論上能夠自發裂變的最輕自然核素為鈮-93和鉬-94(原子序分別為41和42)。在自然產生的鈮和鉬同位素中卻沒有觀察到自發裂變。它們一般是穩定同位素。 時長允許觀察的自發裂變只發生在原子量為232 a.m.u.或以上的原子核。其中最輕的同位素為釷-232,其半衰期大於宇宙的年齡。釷-232是仍存有進行自發裂變的證據的最輕原始核素。 已知元素中,最容易進行自發裂變的是高原子序的錒系元素中擁有奇數原子序的鍆和鐒,以及一些錒系後元素,如鑪.

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錼(Neptunium,--)是一種化學元素,符號為Np,原子序為93。錼是首個超鈾元素,屬於錒系金屬。錼具有放射性,其最穩定的同位素237Np是核反應爐和鈈生產過程的副產品,能夠用於製造中子探測儀。由於核嬗變反應,鈾礦當中存在著微量錼元素。.

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是一種化學元素,化學符號為Ni,原子序數為28。它是一種有光澤的銀白色金屬,其銀白色帶一點淡金色。鎳屬於過渡金屬,質硬,具延展性。純鎳的化學活性相當高,這種活性可以在反應表面積最大化的粉末狀態下看到,但大塊的鎳金屬與周圍的空氣反應緩慢,因為其表面已形成了一層帶保護性質的氧化物。即使如此,由於鎳與氧之間的活性夠高,所以在地球表面還是很難找到自然的金屬鎳。地球表面的自然鎳都被封在較大的鎳鐵隕石裏面,這是因為隕石在太空的時候接觸不到氧氣的緣故。在地球上,這種自然鎳總會和鐵結合在一起,這點反映出它們都是超新星核合成主要的最終產物。一般認為地球的地核就是由鎳鐵混合物所組成的。 鎳的使用(天然的隕鎳鐵合金)最早可追溯至公元前3500年。阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特於1751年最早分離出鎳,並將它界定為化學元素,儘管他最初把鎳礦石誤認為銅的礦物。鎳的外語名字來自德國礦工傳說中同名的淘氣妖精(Nickel,與英語中魔鬼別稱"Old Nick"相近),這是由於鎳銅礦不能用煉銅的方法煉出銅來,所以被比擬成妖魔。鎳最經濟的主要來源為鐵礦石褐鐵礦,含鎳量一般為1-2%。鎳的其他重要礦物包括硅鎂鎳礦及鎳黃鐵礦。鎳的主要生產地包括加拿大的索德柏立區(一般認為該處是隕石撞擊坑)、太平洋的新喀里多尼亞及俄羅斯的諾里爾斯克。 由於鎳在室溫時的氧化緩慢,所以一般視為具有耐腐蝕性。歷史上,因為這一點鎳被用作電鍍各種表面,例如金屬(如鐵及黃銅)、化學裝置內部及某些需要保持閃亮銀光的合金(例如鎳銀)。世界鎳生產量中的約6%仍被用於抗腐蝕純鎳電鍍。鎳曾經是硬幣的常見成份,但現時這方面已大致上被較便宜的鐵所取代,尤其是因為有些人的皮膚對鎳過敏。儘管如此,英國還是在皮膚科醫生的反對下,於2012年開始再使用鎳鑄造錢幣。 只有四種元素在室溫時具有鐵磁性,鎳就是其中一種。含鎳的鋁鎳鈷合金永久磁鐵,其磁力強度介乎於含鐵的永久磁鐵與稀土磁鐵之間。鎳在現代世界的的地位主要來自於它的各種合金。全世界鎳產量中的約60%被用於生產各種鎳鋼(特別是不鏽鋼)。其他常見的合金,還有一些的新的高溫合金,就幾乎就佔盡了餘下的世界鎳用量。用於製作化合物的化學用途只佔了鎳產量的不到3%。作為化合物,鎳在化學製造有好幾種特定的用途,例如作為氫化反應的催化劑。某些微生物和植物的酶用鎳作為活性位點,因此鎳是它們重要的養分。.

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镭(舊譯作鈤、銧)是一种化学元素,它的化学符号是Ra,它的原子序数是88,是一种银白色的碱土金属,带有放射性,而且十分贵重,每克约100美金。 镭在1898年由居里夫人及她丈夫皮埃尔·居里在捷克北波希米亚发现。他们发现铀在衰变后,衰变物仍带放射性。镭的拼音名称Radium即是放射性的意思。 镭-226為鐳的最穩定同位素,半衰期為1600年,进行α-蜕变,放出α射线和γ射线。它衰变时会放出氡气到大气中。氡仍有放射性,且可被生物吸入,危害生命。 镭能够致癌,但是它也能够治疗癌症。.

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鋂(Americium,--)是一種放射性超鈾元素,符號為Am,原子序為95。鋂屬於錒系元素,在元素週期表中位於鑭系元素銪之下。鋂是以發現所在的美洲大陸(America)命名的。 位於伯克利加州大學由格倫·西奧多·西博格領導的團隊在1944年首次合成了鋂元素。雖然鋂是第三個超鈾元素,但它卻是繼鋦以後第四個被發現的超鈾元素。這項發現最初被列爲機密,直到1945年才公諸於世。大部分的鋂都是在核反應爐中以中子撞擊鈾或鈈而形成的:一噸乏核燃料含有大約100克鋂。鋂元素主要用在商業電離煙霧探測器和儀表中,或用作中子源。有人提出用242mAm同位素製造核電池和太空船的核推進燃料,但因該同核異構體的稀少和昂貴而尚待實現。 鋂是一種質軟的放射性金屬,外表呈銀白色。鋂的同位素中最常見的有241Am和243Am。在化合物中,特別是溶液中,鋂的氧化態通常是+3。鋂還有+2到+7之間的其他氧化態,可通過測量吸收光譜分辨出來。由於輻射變晶效應,鋂固體和鋂化合物的晶體結構本身含有缺陷。這些缺陷隨時間而增加,因此其物質屬性會進行變化。.

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格倫·西奧多·西博格

格伦·西奥多·西博格 (Glenn Teodor Sjöberg,Glenn Theodore Seaborg,),美国核化学家。鉴于西博格在超铀元素方面的杰出贡献,他与麦克米伦(镎的主要发现者)共同荣获1951年诺贝尔化学奖。之后,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)在1997年8月举行的国际会议上,决定用西博格的名字命名由阿伯特·吉奧索(A.Ghiorso)和他发现的106号元素𨭎(Sg),打破了不能以健在人姓名为化学元素命名的惯例。.

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氡是化學元素,符號為Rn,原子序為86,屬於稀有氣體,無色、無臭、無味,具放射性,是鐳自然衰變後的間接產物,最穩定同位素為222Rn,半衰期為3.8天。在常規條件下,氡是密度最高的氣體物質之一。它同時也是唯一一種常規條件下只含放射性同位素的氣體,其輻射可以對健康造成損害。由於其放射性很強,所以針對氡的化學研究較為困難,已知化合物也很少。 釷和鈾在地球形成時已經存在。在它們緩慢衰變為鉛的過程中,氡會作為衰變鏈的一部份自然產生。釷和鈾的自然同位素半衰期都長達數十億年,因此這兩種元素連同鐳、氡等衰變產物,在今後幾千萬年後的豐度仍將和今天的程度相近。, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S. Public Health Service, In collaboration with U.S. Environmental Protection Agency, December 1990.

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氫是一種化學元素,其化學符號為H,原子序為1。氫的原子量為,是元素週期表中最輕的元素。單原子氫(H)是宇宙中最常見的化學物質,佔重子總質量的75%。等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「氕」(此名稱甚少使用,符號為1H),含1個質子,不含中子;天然氫還含極少量的同位素「氘」(2H),含1個質子和1個中子。 氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下,氫形成雙原子分子(分子式為H2),呈無色、無臭、無味非金屬氣體,不具毒性,高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵,所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在,比如水和有機化合物等。氫在酸鹼反應中尤其重要,因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中,氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子(H−),或失去一個電子成為氫陽離子(H+)。雖然在一般寫法中,氫陽離子就是質子,但在實際化合物中,氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子,所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。 16世紀,人們通過混合金屬和強酸,首次製備出氫氣。1766至1781年,亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質,燃燒後會產生水。安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質,將其命名為「Hydrogen」,在希臘文中意為「生成水的物質」。19世纪50年代,英国医生合信编写《博物新编》(1855年)时,把元素名翻译为“轻气”,成為今天中文「氫」字的來源。 氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程,或通過能源消耗更高的水電解反應。大部份的氫氣都在生產地點直接使用,主要應用包括化石燃料處理(如裂化反應)和氨生產(一般用於化肥工業)。在冶金學上,氫氣會對許多金屬造成氫脆現象,使運輸管和儲存罐的設計更加複雜。.

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氦(Helium,舊譯作氜)是一种化学元素,其化学符号是He,原子序数是2,是一种无色的惰性气体,放电时发橙红色的光。在常温下,氦是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。氦在空氣中含量較少,但在宇宙中是第二豐富的元素,在银河系佔24%。.

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氮是一种化学元素,其化学符号为N;原子序数是7。在自然界中氮单质最普遍的形态是氮气,这是一种在标准状况下无色无味无臭的雙原子气体分子,由于化学性质稳定而不容易发生化學反应。氮气是地球大气中含量最多的气体,佔總體積的78.09%。1772年在苏格兰爱丁堡,由丹尼尔·卢瑟福分離空氣後发现。氮属于氮族元素中的一种。 氮是宇宙中常見的元素,在銀河系及太陽系的豐度排第七名。其生成的原因推測是由於超新星中碳和氫產生的核融合。由於氮元素及其和氫、氧形成的常见化合物都极易揮發,因此在內太陽系中的類地行星中氮元素較不常見。不過和地球一样,其他行星及其卫星的大氣層中,气态的氮及其化合物很常见。 很多工业上很重要的化合物(比如氨、硝酸、用作推进剂或炸药的有机硝酸盐以及氰化物)都含有氮原子。氮原子之间具有非常牢固的化学键,无论是在工业中或是在生物体內,将转化为有用的含氮化合物都是很不容易的。相应的,当含氮化合物燃烧,爆炸或分解时会产生氮气,并通常可以释放大量有用的能量。合成产生的氨和硝酸盐是关键的工业化肥料,而硝酸盐肥料是引起水系统富营养化的关键污染物。 含氮化合物除了作为肥料和能量储存的功用之外还有其他多种用途。氮是克維拉纤维和氰基丙烯酸酯强力胶水等多种材料的组成部分。在各种药学药品的大类中(包括抗生素)都含有氮元素。许多药物都是天然含氮信号分子的类似物或前体药物。比如,有机硝酸盐硝酸甘油和硝普钠在体内代谢产生一氧化氮以控制血压。植物中的生物鹼(经常是防卫性化合物)根据定义是含有氮的,许多知名的含氮药物(比如咖啡因和吗啡)是生物碱或是合成的天然产物类似物,像许多植物生物碱一样用作于动物体内的神经传导物质的接收器上(例如合成苯丙胺)。 氮主要存在于所有的有机体的氨基酸(以及蛋白质)和核酸(DNA和RNA)之中。人类身体中的3%的重量都是氮元素构成的,其含量仅次于氧元素、碳元素和氢元素。氮循环是指氮元素从空气进入生物圈和有机化合物中然后再返回大气的转移过程。.

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氘(注音:ㄉㄠ;拼音:dāo(1);客家話:dao(1);粵語:dou(1);台語:to(1);英语:Deuterium)為氢的一种穩定形態同位素,又称重氢,元素符号一般为D或2H。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一。.

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放射性

放射性或輻射性是指元素從不稳定的原子核自发地放出射线,(如α射线、β射线、γ射线等)而衰变形成穩定的元素而停止放射(衰变产物),這種現象稱為放射性。衰变时放出的能量称为衰变能量。原子序數在83(鉍)或以上的元素都具有放射性,但某些原子序數小于83的元素(如锝)也具有放射性。而有趣的是,從原子序84開始一直到鉳元素有以下特性:原子序是偶數的,半衰期都比相邻的长。这是由於原子序数为偶數的元素的原子核含有適當數量的質子和中子,能够形成有利的配置結構。〈即魔數〉 對單一原子來說,放射性衰变依照量子力學是隨機過程,無法預測特定一個原子是否會衰变。不過原子衰变的機率不會隨著原子存在的時間長短而改變。對大量的原子而言,可以用量測衰變常數計算衰變速率及半衰期。其半衰期沒有已知的時間上下限,範圍可以到55個數量級,短至幾乎瞬間,長至久於宇宙年齡。 有許多種不同的放射性衰变。衰变或是能量的減少都會使有某種原子核的原子(父放射核素)轉變為有另一種原子核的原子,或是其中子或質子的數量不同,稱為子體核素。在一些衰变中,父放射核素和子體核素是不同的化學元素,因此衰变後產生了新的元素,這稱為核嬗变。 最早發現的衰变是α衰變、β衰變、γ衰變。α衰變是原子核放出α粒子(氦原子核),是最常見釋放核子的衰變,不過原子核偶爾也會釋放質子,或者釋放其他特殊的核子(稱為)。β衰變是原子核釋放電子(或正子)及反微中子,會將質子轉變為中子(或是將中子轉變為質子) 。核子也可能捕獲軌道上的電子,使質子轉變為中子,這為電子捕獲,上述的衰变都屬於核嬗变。 相反的,也有一些核衰变不會產生新的元素,受激態原子核的能量以伽馬射線的方式釋出,稱為伽馬衰变,或是將激发态原子核将能量转移至轨道电子上,轨道电子再脱离原子,稱為。若是核子中有大量高度受激的中子,有時會以中子發射的方式釋放能量。另外一種核衰变是將原來的原子核變為二個或多個較小的原子核,稱為自發性的核分裂,出現在大量的不穩定核子自發性的衰变時,一般也會釋放伽馬射線、中子或是其他粒子。 著名的例子像是鈾和釷,但也包括在自然界中,半衰期長的同位素,例如钾-40。例如15種是半衰期短的同位素,像鐳及氡,是由衰變後的產物,也有因為而產生的,像碳-14就是由宇宙射線撞擊氮-14而產生。放射性同位素也可能是因為粒子加速器或核反應爐而人工合成,其中有650種的半衰期超過一小時,有數千種的半衰期更短。.

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核嬗变和钚之间的比较

核嬗变有94个关系,而钚有111个。由于它们的共同之处24,杰卡德指数为11.71% = 24 / (94 + 111)。

参考

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