放射性物质的衰变半衰期可以改变吗

放射性物质的衰变半衰期可以改变. 当不稳定的原子核自发地变为低能状态并吐出一点辐射时，就会发生放射性衰变. 这个过程将原子改变为不同的元素或不同的同位素. 由于放射性衰变是自发事件, 你可能认为衰变过程的半衰期是完全固定的，不能被外界影响改变. 然而, 这种说法并不完全正确.

首先, 值得指出的是，单个放射性原子衰变的时间是完全随机的. 无法预测单个放射性原子何时衰变. 某种类型原子的半衰期并不能描述每个原子在衰变之前经历的确切时间. 宁, 半衰期描述了大量原子达到一半原子衰变点所需的平均时间.

可以使用时间膨胀效应改变放射性物质的半衰期. 根据相对论, 时间本身可以放慢. 因此，如果时间膨胀，所有经历时间的事物都可以得到更长的有效寿命. 这可以通过两种方式完成. 以接近光速的速度旅行会导致时间显着减慢, 相对于静止观察者. 例如, 由于时间膨胀，许多放射性原子在实验室中高速射入管中，其半衰期将相对于实验室延长. 使用粒子加速器多次验证了这种效果. 也可以通过施加非常强的引力场来延长时间. 例如, 由于时间膨胀，在黑洞附近放置一堆放射性原子也会延长它们相对于远处观察者的半衰期.

放射性衰变的半衰期也可以通过改变原子核周围电子的状态来改变. 在一种称为放射性衰变的 “电子俘获”, 原子核吸收原子的一个电子并将其与质子结合形成中子和中微子. 原子电子的波函数与原子核重叠的次数越多, 原子核捕获电子的能力越强. 因此, 电子俘获放射性衰变模式的半衰期略微取决于原子的电子处于什么状态. 通过将原子的电子激发或变形为与原子核重叠较少的状态, 半衰期可以减少. 由于原子之间的化学键涉及原子电子波函数的变形, 原子的放射性半衰期取决于它如何与其他原子结合. 只需改变与放射性同位素结合的相邻原子, 我们可以改变它的半衰期. 然而, 以这种方式实现的半衰期变化通常很小. 例如, B 进行的一项研究. Wang 等人发表在欧洲物理杂志上的 A 能够测量出铍 7 的电子捕获半衰期 0.9% 通过用钯原子包围铍原子而更长.

除了改变化学键, 可以通过简单地从原子中去除电子来改变半衰期. 在这种方法的极限, 所有的电子都可以从一个放射性原子上扯下来. 对于这样的离子, 不再有任何电子可供捕获, 因此电子俘获放射性衰变模式的半衰期变得无限. 某些只能通过电子捕获模式衰变的放射性同位素 (如铷83) 可以通过撕掉所有的电子使其永不衰变. 还发现除电子俘获之外的其他类型的放射性衰变的衰变半衰期取决于周围电子的状态, 但影响较小. 由于改变电子环境而引起的半衰期变化一般很小, 通常远小于 1%.

最后, 放射性物质的半衰期可以通过用高能辐射轰击它来改变. 这应该不足为奇，因为放射性衰变是一种核反应, 并在衰变干扰它的同时引发其他核反应. 然而, 这一点, 你真的没有独立的放射性衰变. 宁, 你有核反应汤, 所以这种方法可能算不上 “改变半衰期”.

当参考书列出各种材料的半衰期值时, 他们确实列出了材料原子静止时的半衰期, 在基态, 并且在特定的化学键配置中. 请注意，放射性物质半衰期的大部分变化都非常小. 此外, 半衰期的巨大变化需要精心设计, 昂贵的, 高能设备 (e.g. 粒子加速器, 核反应堆, 离子阱). 因此, 专业实验室之外, 我们可以说，作为一个很好的近似值，放射性衰变半衰期不会改变. 例如, 碳测年和地质辐射测年是如此准确，因为自然界中的衰变半衰期非常接近恒定.

信用:HTTPS://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/04/27/can-the-decay-half-life-of-a-radioactive-material-be-changed/