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22 关系: 原子量，假想粒子，半衰期，同位素，太初核合成，中子的同位素，中子發射，丰度，强相互作用，碳-12，痕量同位素，痕量元素，莫耳，衰变产物，衰变方式，鈹-8，铍，自旋，雙中子，恆星核合成，放射性，3氦過程。
原子量
原子量（atomic mass），也称原子质量或相对原子质量，符号ma，是指單一原子的質量，其單位為原子质量单位（符號u或Da，以往曾用amu) ，定義為一个碳12原子靜止質量的。原子質量以質子和中子的質量為主，元素的原子量几近等于其質量數。 若將原子量除以原子质量单位，會得到一個無因次量，這個無因次量稱為「相對同位素質量」（relative isotopic mass）。因此碳12的原子量是12u或是12 Da，而一個碳12原子的相對同位素質量就是12。.
假想粒子
假想粒子，理论物理学家提出的物理模型中假想的一些粒子，基本没有切实的实验依据，很有可能宇宙中根本就不存在这些粒子。这些粒子的提可能只是为了给某些物理现象作一种可能的解释，或者是因为这种粒子如果存在也不会破坏现有的物理定律，因此没有理由相信它们一定不存在。 暗物质相关假说中的假想粒子有大质量弱相互作用粒子（WIMP）、惰性中微子（sterile neutrino）、加速子（Acceleron）。 超光速理论研究中的运动速度远超光速的快子（tachyon，也叫速子、迅子）。 弦理论中一些仅带有北极或南极单一磁极的磁单极子，以及X玻色子和Y玻色子。 作为标准模型的补充提出的超对称理论认为，每一种基本粒子都匹配一种被称为超对称伙伴（Superpartner）的粒子，玻色子的伙伴如重力微子（gravitino）、光微子（photino）、胶微子（gluino），而费米子的伙伴叫超粒子（sparticle），就是在每种费米子前加一个s，如超电子（selectron）、超夸克（squark）、超中微子（neutrilino）。 此外还有其它一些理论提出的轴子、引力子等等。 在标准模型理论基础上还有一些可能的新强子态复合粒子被提出，由2个胶子或3个胶子组成的胶球（glueball），由胶子和夸克组成的混杂态（hybrid state），由4个夸克组成的四夸克态，由5个夸克组成的五夸克态，由6个夸克组成的六夸克态（双重子态）等等。.
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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。.
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。.
太初核合成
太初核合成（BBN）是物理宇宙學的一個概念，指宇宙在早期階段產生H-1（最常見，也是最輕的氫同位素，只有單獨的一個質子）之外原子核的過程。太初核合成在大霹靂之後只經歷了幾分鐘，相信與一些較重的同位素的形成，如氘（H-2或D）、氦的同位素（He-3和He-4）、鋰的同位素（Li-6和Li-7）的形成有密切的關係。除了這些穩定的原子核之外，還有一些不穩定的放射性同位素在太初核合成之際也形成了：氚（H-3）、鈹（Be-7和Be-8）。這些不穩定的同位素不是蛻變就是融合成前述其它的穩定同位素。（所有這些原子核通常表示為NX，此處X.
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中子的同位素
中子的同位素（或0號元素的同位素）指的是質子數為零的核素，只有1n比較穩定，半衰期最長（611.0秒），其他的同位素非常不穩定1n指自由中子。 雖然0號元素還沒有在科學文獻中使用（故此稱為中子的同位素），無論是一個簡明的物質形式，或作為一個元素，有報導稱，除了自由中子，有可能存在兩個中子沒有質子或多個中子沒有質子的結合形式，於2012年正式觀測到2n，並測得半衰期為10-22秒。 另外，4n等，可能較穩定，在2004年的法国，发现了4个在一起的中子，被称为0号元素但尚未能被證實。此外還有3n，但根據目前的模型來看，應該比其他的更不穩定，故不列出。而根據理論計算，由五個中子無法束縛，因此5n可能無法存在。 另外，0n只是符號，實際上不代表任何東西，因為沒有東西，故不列出。.
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中子發射
中子發射是原子排除多餘中子的一種放射性衰變的形式，只是很單純的將中子從核中拋出。同位素氦-5和鈹-13是中子發射的兩個例子，但是氦-5的衰變也可以是α衰變（由定義看）。 許多重的同位素，最著名的是鉲-252，可以經由不同的放射性衰變過程，一種自發性分裂，放射出中子。.
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丰度
同位素在自然界中的丰度，又称天然存在比，指的是该同位素在这种元素的所有天然同位素中所占的比例。丰度的大小一般以百分数表示。人造同位素的丰度为零。 周期表上所列的原子量实际上是各种同位素按丰度加权的平均值，这是因为各种同位素在自然界中往往分布的比较均匀，取平均值计算比较准确。.
强相互作用
强相互作用是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离第二短的（大约在 10-15 m 范围内，比弱交互作用的範圍大）。另外三种相互作用分别是引力、电磁力及弱相互作用。核子间的核力就是强相互作用。它抵抗了质子之间的强大的电磁力，维持了原子核的稳定。强相互作用也將夸克基本粒子結合成為質子及中子等強子，這也是組成大部份物質的粒子。而且一般質子或中子裡，大部份的質能是以强相互作用場能量的形式存在，夸克只提供了1%的質能。 强相互作用可以在二個地方看到：較大的尺度（約1至3飛米）下，强相互作用將質子及中子結合成為原子的原子核，較小的尺度（約0.8飛米，約為核子的尺寸）下，强相互作用將夸克結合，成為質子、中子或其他強子。强相互作用的作用力非常強，大到束縛一個夸克的能量可以轉換為新的夸克對的質量，强相互作用的這個性質稱為夸克禁閉。 强相互作用是唯一強度不會隨距離減小的作用力，但因為夸克禁閉，夸克會限制和其他夸克在一起，形成的強子之間會有殘留的强相互作用，也稱為核力，核力會隨距離而迅速減少。撞擊原子核釋放的部份束縛能和產生的核力有關，而核力也用在核能及核融合式的核武器中。 强相互作用一般認為是由膠子傳遞的，膠子會在夸克、反夸克及其他膠子之間交換。膠子會帶有色荷，色荷和人眼可見的顏色完全沒有關係，色荷類似電荷，但色荷有六種（紅、綠、藍、反紅、反綠、反藍），因此會形成不同的力，有不同的規則，在量子色動力學（QCD）中有描述，這也是夸克-膠子交互作用的基礎。吳秀蘭等科學家對膠子發現有很大貢獻的科學家，在1995年因此获得了欧洲物理学会髙能和粒子物理奖。 在大爆炸後，電弱時期時，電弱交互作用和强相互作用分離，統一弱交互作用和電磁交互作用的電弱統一理論已經獲得實驗證實。科學家進一步預期有一個大統一理論可以統一電弱交互作用及强相互作用，現今有許多是大統一理論的理論，第一個是哈沃德·乔吉和谢尔登·格拉肖于1974年提出了最早的SU(5)大统一理论，但和實驗不合，其他的理論有SO(10)模型、，但還沒有一個是廣為科學家接受，且有實驗證實的理論，而且許多大統一理論都預言質子衰變，但目前也還沒有實驗支持，大統一理論也還是未解決的物理學問題之一。.
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碳-12
12C是质量数为12的碳原子，其质子数和中子數都为6，它是碳元素的一種同位素，在世界现存碳元素中占比98.89%，是最常见的碳同位素。 碳-12原子被用来作为阿伏伽德罗常数（亞佛加厥常數）的标准：12克碳-12中所含原子的个数被定义为阿伏伽德罗常数6.022。.
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痕量同位素
痕量同位素是微量的自然放射性同位素。一般来说，痕量同位素的半衰期比地球的年龄短，由于原始核素往往大于微量。微量放射性同位素的存在是因为他们产生了地球上的自然过程。.
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痕量元素
#重定向 稀有元素.
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莫耳
#重定向 摩尔.
衰变产物
在原子核物理學中，衰變產物(也稱至子同位素)是一個元素經過輻射衰變後剩下來的核素。輻射衰變通常涉及很多過程(衰變鏈)。例如，鈾238(U-238)衰變至釷234(Th-234)，釷234(Th-234)再衰變成鏷234(Pa-234)，而鏷234(Pa-234)再衰變成…，再衰變成鉛206(Pb-206)（穩定）: \mbox \rightarrow \overbrace^ v 在這例子中，.
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衰变方式
原子核物理学中的衰變方式主要有五種.
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鈹-8
鈹-8，是一种鈹的同位素。有4個中子和質子，氧化態為0時有4個電子，是一個放射性同位素。.
铍
鈹（舊譯作鋍、鑉、鋊）是一種化學元素，符號為Be，原子序為4，屬於鹼土金屬。鈹通常在宇宙射线散裂過程中產生，是宇宙中較為稀有的元素之一。所有自然界中的鈹都與其他元素結合，形成礦物，如綠柱石（海藍寶石、祖母綠）和金綠寶石等。單質鈹呈鋼灰色，輕、硬而易碎。 在鋁、銅、鐵和鎳中加入鈹作為合金材料，可以加強其物理性質。用鈹銅合金製成的工具十分堅硬，在敲擊鋼鐵表面時也不會產生火花。由於鈹的抗彎剛度、熱穩定性、熱導率都很高，密度卻很低（只有水的1.85倍），所以適合做航空航天材料，用於導彈、航天器和衛星之中。X射線等電離輻射能夠穿透低密度和低原子量的鈹，所以在X光儀器和粒子物理學實驗中都常用鈹作為窗口材料。鈹和氧化鈹可以很好地傳導熱量，因此被用於控制器械的溫度。 在處理鈹的時候，必須使用適當的措施控制粉塵，因為吸入含鈹粉塵會引致可致命的慢性過敏性鈹中毒。.
自旋
在量子力学中，自旋（Spin）是粒子所具有的内稟性質，其運算規則類似於經典力學的角動量，並因此產生一個磁場。雖然有時會與经典力學中的自轉（例如行星公轉時同時進行的自轉）相類比，但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉，是物體對於其質心的旋轉，比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。 首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由、喬治·烏倫貝克與三人所開創。他們在處理電子的磁場理論時，把電子想象为一個帶電的球體，自轉因而產生磁場。後來在量子力學中，透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子，所以物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來，因此僅能將自旋視為一種内禀性質，為粒子與生俱來帶有的一種角動量，並且其量值是量子化的，無法被改變（但自旋角動量的指向可以透過操作來改變）。 自旋對原子尺度的系統格外重要，諸如單一原子、質子、電子甚至是光子，都帶有正半奇數（1/2、3/2等等）或含零正整數（0、1、2）的自旋；半整數自旋的粒子被稱為費米子（如電子），整數的則稱為玻色子（如光子）。複合粒子也帶有自旋，其由組成粒子（可能是基本粒子）之自旋透過加法所得；例如質子的自旋可以從夸克自旋得到。.
雙中子
雙中子（Dineutron）是一種僅含有中子的核素，會從某些放射性元素中被從核中拋出，類似於中子發射，但其非常不穩定，半衰期約為10−22秒。若雙中子與其他原子發生碰撞會造成其原子序不變但原子量增加2。2012年，中子的同位素被密西根州立大學的研究人員明確的從的衰變觀察到；另外也有研究指出其可由氦核在核反應爐中產生。.
恆星核合成
恆星核合成 是解釋重元素是由恆星內部的原子經由核融合創造出來的化學元素理論。自從大爆炸期間產生氫、氦、鋰之後，恆星核合成就一直持續地創造重元素。這原本是一個高度預測的理論，但經由觀測到的元素豐度和計算的基礎上，已經有了良好的協定。它解釋了宇宙中元素的豐度為何會隨著時間而增長，以及為什麼某些元素及其同位素會比其它的元素更豐富。這個理論最初是由弗雷德霍伊爾（Fred Hoyle）in在1946年提出，然後在1954年精煉 。進一步的發展，特別是對重元素中比鐵重的元素經由中子捕獲的核合成，在霍伊爾和伯比奇夫婦（傑佛瑞·伯比奇和瑪格麗特·伯比奇）、威廉·福勒四人於1957年提出了著名的元素合成理論（即著名的B2FH論文） ，成為天文物理學史上最受人引用的論文之一。 恆星演化是因它們的組成（元素的豐度）在生命歷程中的改變。首先是氫燃燒（主序星），然後是氦燃燒（紅巨星），並逐漸燃燒更重的元素。然而，因為這些重元素都包含在恆星內部，這本身並沒有明顯的改變宇宙中元素的豐度。在它們生命的後期，低質量的恆星將通過恆星風慢慢地彈出它們的大氣層，形成行星狀星雲；而質量更高的恆星將通過超新星的突發性災難事件來噴發質量。超新星核合成這個名詞被用來描述大質量恆星（12－35倍太陽質量）在演化和爆炸前所創造的元素。這些大質量恆星從碳（）到鎳（）的各種新同位素的最主要來源。 進一步的燃燒序列是由重力坍縮和其相應的加熱驅動的，導致重元素的碳、氧和矽燃燒。然而，大多數原子量範圍在 （從矽到鎳）核合成的重元素都是由恆星上層崩潰到核心，造成一個壓縮衝擊波反彈向外形成的。短暫的衝擊波升高了大約50%的溫度，從而引起了大約1秒鐘的劇烈燃燒。在大質量恆星最後的燃燒稱為超新星核合成或是"爆炸核合成"，是恆星產生重元素的最後一個時期。 促進核合成理論發展的因素是發現宇宙中化學元素的豐度。對具體描述的需要已經受到太陽系化學同位素相對豐度的啟發。當繪製在以元素的原子數為函數的圖表上時，這些豐度有一個參差不齊的鋸齒狀形狀，而變化的因素數以萬計（參見核合成#歷史）。這表明這個自然的過程不是隨機的。第二個啟發是在20世紀了解恆星的核合成發生過程，它被認識到太陽的長壽，和從核融合反應釋放出來的能量是光與熱的來源 。.
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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。.
3氦過程
3氦過程是3個氦原子核（α粒子）轉換成碳原子核的過程。 這種核融合反應可以在超過一億K的高溫和氦含量豐富的恆星內部迅速的發生。同樣的，它發生在較老年，經由質子-質子鏈反應和碳氮氧循環產生的氦，累積在核心的恆星。在核心的氫已經燃燒完後，核心將塌縮，直到溫度達到氦燃燒的燃點。 這個過程釋放出的淨能量為7.275 MeV。 在第一個階段形成的8Be是不穩定的，會經歷2.6×10-16秒就再分裂回氦，但是在氦燃燒能形成8Be的條件下，只要有微小的平衡豐度，就能再捕獲一個氦原子核形成12C。這種結合三個氦原子核轉換成碳的過程就稱為3氦過程。 由於3氦過程需要較長的時間才能形成碳，因此在太初核合成不太可能發生。此一結果可以說明大霹靂為何沒有製造出碳，因為在大霹靂之後的一分鐘，就已經低於核融合所需要的溫度了。 通常，3氦過程發生的可能性是非常低的，但是鈹-8在基態的能量幾乎就是氦的兩倍。在第二個階段，8Be + 4He幾乎就是碳在激發態下的能量。這種共振的狀態，使接踵而來的氦和鈹結合成碳的可能性大為增加。這種共振的存在被觀測到之前，基於物理上的必要性，為了在恆星內形成碳，弗雷德·霍伊爾就已經預測到了。實際上，這種能量共振和過程的預測然後真的被發現，對霍伊爾恆星核合成的假說：假設所有的化學元素都是從最初的氫－真正的原始物質－形成的，提供了非常重大的支持。 在過程中的一些副作用是，一些碳元素可能會和氦融合產生穩定的氧同位素，並且釋放出能量： 接下來的反應鏈是氧會再與氦結合生成氖，但再繼續下去就有困難了，因為核自旋規律的限制，結果使得更重的元素不容易在恆星核合成中形成。 這樣的情狀使得恆星核合成創造出來大量的碳和氧，只有一小部分能被轉換成氖和其他更重的元素。氧和碳都是氦燃燒的灰燼，而人擇原理曾被引用來解釋碳和氧在宇宙中被敏感的核共振大量創造出來的事實。 融合的過程能創造的元素只到鐵，更重的（在鐵之外的）元素只要是由中子捕獲創造的。慢中子捕獲（S-過程）生產出大約一半的重元素，另外的一半則可能由快中子捕獲（R-過程）在核塌縮的超新星中創造出來。.
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