[科普中国]-核转变

介绍

有些原子核能自发放出射线而转变为另一种放射性或稳定核，属核自发转变。

另一类核转换则是诱发的，是用一个带足够能量的粒子，如电子、光子、中子、氦核等轰击一个原子核，当它们接近到间距为10-15m量级时引发核转变。如用α粒子轰击14N：结果，14N被转化为17O，同时放出一个质子。

这一过程是人工核反应。如果被轰击的核为235U，则有可能产生核裂变，给出中等质量的核碎片及中子。

人工核转变的应用原子核在其它核子的作用下变成另一种原子核的变化称为人工核转变。原子核的人工转变，使人们找到了研究原子核的组成有效的途径。利用原子核的人工转变，人们发现了质子和中子，认清了原子核的结构，并且制造了上千种同位素，在工业、农业、医疗和科研的许多方而得到广泛的应用。放射性同位素主要有两个方而的应用：

利用它的射线：利用放射性同位素放出的丫射线的贯穿本领，可以进行金属探伤。利用射线的电离作用，可以消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电。利用丫射线对生物组织的物理、化学效应，通过射线辐照可以使种子以生变异，培育出新的优良品种;可以杀死食物中的致腐细菌，使其长期保鲜;可以防比马铃薯、大蒜等块根块茎作物发芽，便于长期保存。射线辐照还能控制农业害虫的生长，甚至直接消灭害虫。在医疗卫生上，可以应用放射性元素钻60的丫射线治疗肿瘤等疾病；还可以消毒灭菌，处理医院排放的污泥污水，杀死各种病原体，保护环境免受污染。

作为示踪原子。把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再利用放射性探测仪进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律。比如：用示踪原子可以检查地下输油管道漏油情况。在农业生产中可以把含有放射性的肥料施给农作物，根据探测到的放射性元素在农作物内的转移和分布情况，帮助我们掌握农作物对肥料的需求情况。在医学上，可用示踪原子来判断脑部肿瘤的位置，从而为指导临床使用提供信息。在生物科学研究方面，我国科学家于1965年首先用人工方法合成了牛胰岛素，利用示踪原子证明了人工合成的牛胰岛素与天然的牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质，从而为我国在国际上首先合成牛胰岛素提供了有力的证据。1

核转变中的质能关系原子核转变是核物理中一种常见的物理现象.在原子核转变过程中，常常伴随着系统的静质量亏损，根据爱因斯坦质能关系式，它对应着系统能量的变化(释放或吸收能量)。若将结合能的产生假想为若干核子靠核力作用而转变成原子核的过程，则衰变能与反应能就与结合能保持着统一上的意义，即它们都是原子核转变过程中静止质量亏损所对应的静止能量的变化.因此，质能关系是研究原子核转变过程中重要的理论基础.本文将根据质能关系来分析原子核转变过程中的质能变化关系。从而较深地揭示出质能关系在研究原子核转变过程中所起到的重要作用。2