核電池和钷

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核電池和钷之间的区别

核電池 vs. 钷

原子能电池（又称核电池，氚电池或放射性同位素發电装置）是指那些使用放射性同位素衰变时产生之能量来产生电力的装置。这会使人误解成核反应堆，但实际上这种电池不是利用链式反应来产生能量。核电池比起一般电池有很长的寿命且其输出能量远比一般化学电池为高，可惜其制作成本也相对很高，使这种电池多用于一些需长时间运作又难以更换电池的仪器之上。. 钷（Promethium）為一化学元素，化学符号為Pm，原子序61，属于镧系元素與稀土元素，它所有同位素皆帶有放射性，半衰期最长只有17.7年，故常以人工合成的方法制得。 在原子序82号(鉛)以前只有两个元素没有稳定的同位素，其中一个即為鉕，另一个是锝。在化學上，钷是一種鑭系元素，會與其他元素形成鹽類。钷會以+3氧化態形成穩定的鹽，但是也有少數化合物中存在+2的钷。 在1902年時，预测在當時已知的釹（60）和釤（62）之間存在一個與它們性質相似的未知元素。1914年，亨利·莫塞萊利用原子序與原子核電荷之間的關係（莫塞萊定律），確認當時還未知的61號元素確實存在。不過他測定當時所有已知元素的原子序，却發現沒有任何元素的原子序是61。 1926年，兩個義大利佛羅倫薩的化學家声称他們發現了第61號元素，將其命名為Florentium（中文譯作鉘）；同年，一批美國伊利諾大學的化學家亦宣布61號元素的發現，將其命名為Illinium（中文譯作鉯），但這兩個發現都被證實是錯誤的。 1938年，俄亥俄州立大學在進行核試驗的過程中，產生了一些放射性元素，且已确定不是釹或釤的放射性同位素。但此發現因缺乏化學證據證明那是61號元素，所以并沒有得到普遍的認可。1945年，美國橡樹嶺國家實驗室利用離子交換層析法（IEC）分析石墨核子反應堆中的鈾（235U）衰變產物，才真正发现並確認钷的存在。發現者原本打算以研究機構的名稱將之命名為Clintonium（源自橡樹嶺國家實驗室的前身柯林頓實驗室），但之後提出的名稱為“Prometheum”（現改變為Promethium），來自普羅米修斯（祂在希臘神話中偷走了火，從奧林匹斯山帶给人類），以象徵“大膽”以及“人類才智的濫用”。第一件钷的金屬樣本於1963年被制造出來。 自然钷有兩個可能的來源：銪-151衰變（產生钷-147），和鈾（產生各種同位素）。實際應用方面，虽然钷-145是最穩定的钷同位素，但只有钷-147的化合物有实际运用，用於夜光漆，核電池和厚度測量裝置。钷在自然界非常稀有，製作钷常用的方法是用熱中子轟擊鈾-235（濃縮鈾）来產生钷-147。.

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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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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