JATOM.GIF (4643 bytes) 超鈾元素的結構為何?為什麼不穩定(具放射性)?(彰化/小麻煩•小周)

維尼哥哥

超鈾元素和其他元素並沒有不同,還是由電子、質子和中子組成。

為什麼有的元素具放射性呢?同一種元素的質子數是固定不變的,但是電子數和中子數則可能不同。電子數不同的時候,就是所謂的離子狀態,而
中子數不同的時候,就是所謂的同位素。自然界任何元素都具有不同的同位素,以碳為例子,它的同位素共有十三種,如下表:
質子數 中子數 質量數 穩定性 自然界存在之比例
6 2 8 非常不穩定 人造
6 3 9 非常不穩定 人造
6 4 10 不穩定 人造
6 5 11 不穩定 人造
6 6 12 穩定 98.89%
6 7 13 穩定 1.11%
6 8 14 不穩定 少於0.01%
6 9 15 不穩定 人造
6 10 16 不穩定 人造
6 11 17 非常不穩定 人造
6 12 18 非常不穩定 人造
6 13 19 非常不穩定 人造
6 14 20 非常不穩定 人造
 
其中存在於自然界中的只有C12、C13、C14三種,而穩定存在的只有C12和C13,C14和另外十種人造的同位素,其原子核都不穩定,很容易就分裂開來,而具有放射性,我們把它們稱為『放射性同位素』

同位素是不是穩定,牽涉到原子核裡中子數(N)和質子數(P)的比例關係。通常,原子序小的元素,當N/P等於1或略大於1的時候最為穩定。而原子序越大,這個穩定的比值可以增加到1.5左右。在這個範圍之外的同位素,原子核都不穩定,會發生分裂現象,而具有放射性,並逐漸轉變為穩定的元素。(這個過程叫做『放射性衰變』。)

但是任何量的放射性同位素,並非全部同時發生衰變,而是大部分保持穩定,只有小部份產生衰變。而當放射性同位素中剛好有一半發生衰變所需的時間,叫做
『半衰期』。(利用C14的半衰期,偵測含碳物質中C14同位素的含量,以測定該物質的年代,是考古學與地質學上的重要方法。)
 
放射性同位素的原子核分裂時,所放出的放射性輻射有三種:
輻射種類 性                        質 速              度 穿           透           力
α射線 即氦原子核,含兩個質子、兩個中子 光速的十分之一 弱(厚紙板即可阻擋)
β射線 電子流 光速的一半 中(0.1公分的鋁板可阻擋)
γ射線 高能量的電磁波 光速 強(1.5公分的鋁板方能阻擋)

而超鈾元素,都是人造元素,其原子核中的中子數過高,因此相當不穩定,很快就衰變成其他穩定的元素,當然具有放射性!(而且其半衰期都相當相當短,即使好不容易創造出來,也存活不久!)