自發裂變

自發裂變（spontaneous fission），原子核在沒有粒子轟擊或不加入能量的情況下發生的裂變。重核分裂成兩個或幾個中等質量的碎片，同時發射出中子和能量的過程稱為原子核自發裂變。自發裂變是在沒有外來粒子轟擊的情形下自行發生的核裂變，它同樣可用半衰期來衡量裂變發生的難易程度。天然元素的自發裂變僅見於鈾和釷的同位素。比較α衰變，鈾和釷的自發裂變的分支比很小，幾乎可以忽略。

基本介紹

• 中文名：自發裂變
• 外文名：spontaneous fission
• 學科：原子核物理
• 相關概念：反射性衰變 庫侖勢壘
• 簡介：放射性衰變方式之一
• 套用：用作不需加速器和反應堆的中子源

定義

自發裂變（spontaneous fission），原子核在沒有粒子轟擊或不加入能量的情況下發生的裂變。重核分裂成兩個或幾個中等質量的碎片，同時發射出中子和能量的過程稱為原子核自發裂變。自發裂變是在沒有外來粒子轟擊的情形下自行發生的核裂變，它同樣可用半衰期來衡量裂變發生的難易程度。自然界的自發裂變僅見於鈾和釷的同位素。比較α衰變，鈾和釷的自發裂變的分支比很小，幾乎可以忽略。

發現歷史

自發裂變放射性衰變方式之一。1940年K.A.彼得扎克和 G.N. 弗廖羅夫首先觀察到238U核自行發生裂變現象 ，其半衰期為10¹⁶～10¹⁷年。自發裂變與α衰變一樣是量子力學隧道效應的結果。原子核邊界有一裂變勢壘 ， 電 荷數比釷核低的核素，裂變勢壘太高，不可能自發裂變 ；²³⁰Th、 ²³⁵U、²³⁹Pu等核素自發裂變的機率都很小 ，半衰期都在 10¹⁵ ～10¹⁷年，自發裂變都不是它們的主要衰變方式；隨著超鈾核素的不斷產生，自發裂變率增大，逐漸成為一些核素的主要衰變方式，²⁵⁴Cf的a衰變只占0.31%，自發裂變占99.69%，T1/2=60.5天，自發裂變占100% ，T1/2=1.6小時。自發裂變產物為豐中子核素，極不穩定，可放出中子或發生β-衰變。某些自發裂變核素已用作不需加速器和反應堆的中子源。

衰變類型

放射性同位素衰變方式主要有：

1.α衰變

原子核自發地放射出α粒子而轉變成另一種核的過程叫做α衰變。對於天然放射性同位素而言，只有質量數A大於140的重原子核才能產生α衰變，特別是原子序數Z大於82和質量數A大於209的放射性同位素，都以α衰變為主。

2.β衰變

β粒子有正、負電子之分，放出正電子的稱β⁺衰變，放出負電子的為β^-衰變。

3.軌道電子俘獲

原子核捕獲一個核外軌道電子的過程稱為軌道電子捕獲。

軌道電子捕獲捕獲和β衰變所產生的子體是相同的，究竟發生那一類衰變，取決於衰變前後能量的變化。

4.γ衰變

γ射線是從原子核內部放出的一種電磁輻射，常伴隨α或β射線產生。γ衰變的母體和子體是同種同位素，只是原子核內部能量狀態不同而已。γ衰變亦可稱為同質異能躍遷。

5.核自發裂變

重核分裂成兩個或幾個中等質量的碎片，同時發射出中子和能量的過程稱為原子核自發裂變。自發裂變是在沒有外來粒子轟擊的情形下自行發生的核裂變，它同樣可用半衰期來衡量裂變發生的難易程度。天然元素的自發裂變僅見於鈾和釷的同位素。比較α衰變，鈾和釷的自發裂變的分支比很小，幾乎可以忽略。