关于衰变（2）1核电站中的Th钍-232注入中子后怎样变成U-233?U-238注入中子后怎样变成Pu钚-239?是不是发生了贝塔衰变?整个过程必须在高温高压下才能进行吗?2阿尔法衰变、贝塔衰变、伽马衰变

Question

关于衰变（2）
1 核电站中的Th钍-232注入中子后怎样变成U-233?U-238注入中子后怎样变成Pu钚-239?是不是发生了贝塔衰变?整个过程必须在高温高压下才能进行吗?
2 阿尔法衰变、贝塔衰变、伽马衰变分别在什么样的条件下才能进行?

Answer 1

⒈①Th-232俘获一个中子n之后变成Th-233,然后β衰变成镤Pa-233,再β衰变成U-233.
②U-238俘获一个中子n之后变成U-239,然后β衰变成镎Np-239,再β衰变成Pu-239.
Th-232+n→Th-233→Pa-233→U-233(两次β衰变)
U-238+n→U-239→Np-239→Pu-239(两次β衰变)
③两个反应并不是一定要高温高压,核反应和化学环境基本上无关,只要开始入射的中子的能量在Th-232和U-238的俘获能区就可以实现这样的转化.
⒉⑴α衰变理论上原子核的质量数必须大于4,但是实际上一般在62号元素之后才会有α衰变出现,这涉及到形变因子,说深了很复杂,简单些的讲,就是原子核内部库仑斥力够大,在某个机制的作用下出现2个质子2个中子抱成的“团”,然后形变分裂!当然,同样的理由,原子核可以发射除了α粒子(He原子核)之外的如C-12、O-16等,无一例外地都是偶偶核(因为这样的组合稳定),比如聚变反应的时候,聚变成He-4、C-12、O-16等都会释放能量,而若是聚变成He-3、Li-7等则需要吸收能量.
⑵β衰变,分3种：①β-衰变,发射电子,是原子核内中子衰变成质子的反应n→p+e+反中微子；②β+衰变,发射正电子,p→n+正电子+中微子ν；③轨道电子俘获,原子核直接俘获一个核外电子p+e→n+中微子.
发生α衰变和β+衰变的原子核的质子数比中子数大很多,是丰质子核素；β-衰变的都是中子数很多的,当然,这类核素有可能直接发射中子.
有一条β稳定线,设原子核中质子数是x,中子数是yx,即中子数与质子数的商是y,则对于1～20号元素y=1的核素都是稳定的,21～100号元素,可以近似地写成y=0.0075x+0.85,只要满足这一关系式,一般而言都是稳定的核素.在这条分界线下方的核,易发生α衰变和β+衰变；上方的核易发生β-衰变或直接发射中子.
关于β稳定线,还有一个经验方程,只是没有上边那个好算,但是其精确程度却很高：Z=A/[1.98+0.0155A^(2/3)],其中Z是原子序数,A是质量数.
⑶γ衰变通常伴随着α衰变或β衰变或三者同时进行.主要是原子核退激发的一种方式.α衰变或β衰变之后的原子核通常都处于激发态,退激发的时候释放γ光子.