核衰变

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核衰变是放射性核素自发地释放射线和能量，最终转化为其他稳定核素的过程。放射性核素在进行核衰变的时候，根据核素的性质可能放射出 $α$ 射线、 $β$ 射线、 $γ$ 射线以及俘获电子等。 .. 由於一個原子的衰變是自然地發生，即不能預知何時會發生，因此會以機會率來表示。每顆原子衰變的機率大致相同，做實驗的時候，會使用千千萬萬的原子。當原子開始發生衰變，其數量會越來越少，衰變的速度也會因而減慢。例如一種原子的半衰期為一小時，一小時後其未衰變的原子會剩下原來的二分一，兩小時後會是四分一，三小時後會是八分一。

原子的衰變會產生出另一種元素，並會放出阿尔法、貝塔粒子或中微子，在發生衰變後，該原子也會釋出伽马射线。衰变后的实物粒子静止质量的总合少于衰变前实物粒子静止质量的总和，因为根据质能方程，能量可以表现出质量，当物体的能量增加E，其质量则增加E/c²，当物体的能量减少E，其质量也减少E/c²，如果一个原子核衰变后放出实物粒子，假设该原子核在衰变前相对于某一贯性参照物静止，衰变后的新原子核和所放出的实物粒子相对于该惯性参照物运动，即对于该惯性参照物而言，新原子核和所放出的实物粒子具有动能，当新原子核或所放出的实物粒子与其他粒子发生碰撞，它便会失去能量。因此，衰变前和衰变后质量和能量都是守恒的，粒子的静止质量则不守恒。如果该原子核放出光子，同样的，光子也具有质量，但没有静止质量。通常衰變所產生的產物多也是帶放射性，因此會有一連串的衰變過程，直至該原子衰變至一穩定的同位素。

发生核衰变的放射性核素有的是在自然界中出現的天然放射性同位素，如碳14，但其衰變只會經過一次β衰變轉為氮14原子，並不會一連串地發生。也有很多是经过粒子对撞等方法人工制造的核素。