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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:鐵有四種穩定同位素Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58,不考慮質子衰變的話,可以認為半衰期無限長;另外還有兩種放射性同位素Fe-55和Fe-59,半衰期分別是2.7年和44.5天。

    半衰期

    放射性元素在內部由於量子效應,會隨機地發生衰變(轉變為其他原子),大量原子聚集在一起衰變就符合統計學規律,我們把放射性物質衰變一半所需的時間稱之為半衰期。

    半衰期是一個統計學概念,對大量放射性原子來說才有意義,對於單個原子是沒有意義的,單個放射性原子我們可以用平均壽命來描述,兩者的關係為:

    平均壽命 = 半衰期 / ln2 ;

    比如碳14會自發地衰變為氮-14,半衰期為5730年,也就是對於10克的碳-14來說,在5730年後,只剩下5克的碳-14,再過5730年,就剩下2.5克的碳-14,利用這個性質,我們可以透過碳-14的檢測,來測定礦物、死亡生物的大致年代。

    鐵的同位素

    在核物理中,我們知道核聚變的終點是鐵,核裂變的終點也是鐵,鐵原子核是所有元素中最穩定的,平均核子質量也最低,在大質量恆星中,元素聚變到鐵就意味著恆星步入死亡。

    鐵有四種穩定同位素,分別是Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58,四種同位素在自然界中丰度分別為5.8%、91.72%、2.1%、和0.28%,另外還有兩種放射性同位素Fe-55和Fe-59,半衰期分別是2.7年和44.5天。。

    其中鐵-59還常作為示蹤劑,能讓醫療人員追蹤人體代謝的情況,對某些疾病的治療和藥物追蹤有著重要意義。

    質子衰變

    在不考慮質子衰變的情況下,我們可以認為鐵的穩定同位素半衰期無限長,但是量子力學的預言,質子也是會發生衰變的,根據日本神岡核子衰變實驗的結果,質子的半衰期至少為10^35年,遠遠超過了我們宇宙的年齡。

    目前質子衰變還是物理學中的一大謎團,假如質子真的存在衰變,根據熱寂學說,宇宙在經過很長很長時間後,所有輕元素會聚變為鐵,重元素會裂變為鐵,然後鐵原子中的質子再發生衰變,衰變後分解為各種輕子,宇宙也將徹底步入熱寂時代。

  • 2 # 吐cao

    放射性元素的原子不穩定,會隔一段時間丟硬幣,硬幣的一面是生(不衰變),另一面是死(衰變),當放射性元素髮生衰變時,它會變成另一種元素,當有半數的原子發生衰變時,這個經歷的時間就是半衰期,而半衰期就是為了描述放射性元素穩定性的一個引數,半衰期長的元素要比半衰期短的元素穩定。如果把元素的衰變比喻成人類死亡,那麼半衰期就是人類的平均壽命。從統計學角度看,你是沒法預測任何一個原子什麼時候會衰變,就像不知道任何一個人什麼時候會死一樣(因為可能會出車禍之類的意外),但是國家會根據民政局統計出死亡人的平均壽命(包括正常老死和意外死亡的),這個資料就描述了國民的生活質量。同樣的,不同的元素半衰期不同(因為丟硬幣的時間間隔不同),就像不同的國家人的平均壽命不同一樣。

    為什麼沒有全衰期,第一,你不會知道最後一個原子什麼時候會衰變,全憑運氣,如果某個原子運氣爆棚會到宇宙終結都不衰變。

    第二,知道全衰期沒意義,就像知道最長壽命的人在哪個國家,也不代表那個國家的生活質量好一樣。

  • 3 # 聊科技愛生活

    任何放射性元素都沒有“全衰期”。

    放射性元素衰變的速度是以指數曲線下降的,如圖:

    經過半衰期時間T,元素的存量是原始存量的一半。但是,什麼時候完全衰變完呢?理論上是無限長的時間。

  • 4 # 雪郎1968

    科學不是望文生義的。看一看衰變動力學就知道為啥有半衰期而不是還會有個全衰期了。發問是個好習慣,但容易暴露自己不會學習的缺陷。自我教育自我學習是一項很重要的基本能力。

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