中子为什么不会发生衰变?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-15

一,举例:

1,宇宙中的天体、星系等等物质都是由原子构成的(中子星等特殊情况除外,但不影响后面的讨论),原子是由原子核和核外电子构成,原子核是由中子和质子构成的。

2,衰变原因:自由的中子是会衰变的,衰变期为10min左右,衰变到质子。但是原子核内的中子却是稳定的,并不会衰变,因为原子核内中子质子的距离很小,如果中子衰变成一个质子,质子质子之间会产生巨大的排斥势能,会使得体系能量升高,能量不守恒,所以原子核内的中子不会衰变。

3,稳定存在意义:因此原子核才能稳定存在。正是由于原子核的稳定存在,才能形成各种元素进而构成丰富多彩的世界。但是,这种稳定的存在却依赖于夸克质量的一丢丢的差异!


二,中子衰变

构成我们宇宙可见物质主要是由上夸克(u)和下夸克(d)两种夸克,这两种夸克有质量(叫做组份质量),大约是3MeV和5MeV左右。

由两个u夸克和一个d夸克可以构成一个质子,由一个u夸克和两个d夸克构成一个中子,质子和中子的质量大约都在1000MeV左右,这个质量主要是由量子色动力学(QCD)的动力学性质产生的,称作流质量。

与流质量相比,组份质量可以忽略不计,在很多理论模型计算中,也确实是这样的。那么夸克的小小的组份质量不可忽略。

三,粒子物理标准模型

如果不考虑这部分组份质量,那么从强相互作用的角度来说,u夸克和d夸克是一样的(是SU(2)二重态的两个分量,可以想象成一种粒子的两种状态),或者说在强相互作用下两种夸克不可区分。

那么通过强相互作用结合而成的质子和中子应该是一样的,质量也应该是一样的。两种夸克的带电量不一样,因此通过电磁相互作用获得的能量(进而影响质量)也就不同:

a,此处质子获得的电磁能比中子大,会导致总体质子的质量比中子的大。对于衰变来说,一定是从质量大的粒子衰变到质量小的粒子.

b,因此此处会发生质子到中子的衰变,也就是说,质子不会稳定存在,进而,如果质子中子形成原子核,核内的质子发生衰变变成中子,那么这个过程不会造成能量升高,并且由于质子质子本身就有电磁排斥,应该也会加速这个过程。

c,因此,假设有稳定的原子核存在,那也只会是不带电的中子构成的,也就是原子核不会带电,进入不会和电子形成原子,也就不会有丰富多彩的世界了!

当然我们知道现实不是这样的,中子的质量比质子的质量略大。造成这一结果的原因就是u夸克和d夸克的微小的组份质量差,d夸克比u夸克大约重2MeV,因此中子会比质子重:

这样就使得中子的质量大于质子的质量,进而导致原子核的稳定,最终影响了整个宇宙的外貌.如果没有这小小的质量差别,那么宇宙或许就是由中子构成的各种中子星和黑洞,那样的宇宙真实无趣!

扩展资料:

1,"并不是量变就能引起质变,而是量变发展到一定的程度时,事物内部的主要矛盾运动形式发生了改变,进而才能引发质变。

2,就像水从液态变为气态,加热提高温度只是引起质变的外部条件(外因),水分子的主要热运动形式发生了改变才是引起质变的根本原因(内因),小于1标准大气压时,低于100摄氏度的水照样可以沸腾。

3,因此说,并不是生产力发展了(外因),就能导致社会的变迁,导致社会从公有制到私有制、再到公有制的不同社会形态的交替,生产力的发展与这种社会形态的交替变化之间并不存在必然的联系。

4,而是生产力发展到一定程度后,基于此种程度的生产力水平,人类创造的消费产品数量相对于人类需求而言发生了质变,从而导致人类的主要需求矛盾发生了变化(内因),进而导致人类为满足新的主导性需求而产生不同的认知态度、行为方式和意识形态。 "

参考资料来源:百度百科-量变质变规律



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#李玲炎# 中子衰变? -
(13691986909): 在游离中子没有衰变这10几分钟内,中子的内部有变化没有? 答: 自由中子在没发生衰变之前, 目前没有理论认为 中子在“悄悄”地发生着某种变化.甚至可以说,理论根本没有想过你的问题. 如果没有,它是靠什么记忆的? 答: 它不需要...

#李玲炎# 中子能独立存在吗? -
(13691986909): 中子在低引力状态下不能独立问题存在,会发生衰变,释放出一个电子和反中微子.另外,中子星并不是完全由中子组成,只是有一部分(准确地说是有一个层面)是中子,中子在中子星能独立存在是因为中子星自身巨大的引力.

#李玲炎# 中子星衰变吗 -
(13691986909): 中子由于其不稳定而不断释放β射线而衰变成电子和质子,而中子星内部本身就是由于强大的引力而使质子和电子结合成中子,所以你不用担心中子星衰变.

#李玲炎# 中子裂变属不属于核衰变 - 作业帮
(13691986909):[答案] 不属于,如果是单独的一个中子会发生衰变,但一个中子不能算作原子核. 核衰变是原子核自发射出某种粒子而变为另一种核的过程.放射性的类型一般有放射α、β、γ粒子,还有放射正电子、质子、中子、中微子等粒子以及自发裂变、β缓发粒子等等.

#李玲炎# 中子没有质子稳定?因为它会衰变喂质子和电子.对吗? -
(13691986909): 是的,游离态的中子极不稳定,会发生B衰变为质子和中子,其半衰期据最新俄国科学家测得为878.5秒,而质子的半衰期为1035年

#李玲炎# 自由中子是不稳定的,它的平均寿命大约是900s,它能自发地发生放射性衰变,衰变方程是: 10n→ 11H+X+ . ve,其中 . ve是反电子中微子(不带电的质量... - 作业帮
(13691986909):[选项] A. 自由中子的衰变是β衰变,X是负电子 B. 有20个自由中子,半小时后一定剩下5个中子未发生衰变 C. 衰变过程遵守动量守恒定律 D. 衰变过程有质量亏损,所以能量不守恒

#李玲炎# 氢原子有几种?还有什么衰退?衰减?的氢原子?其它原子还有没有像氢这样衰变的? -
(13691986909): 氢原子有3种 氕 只有1个质子 不会衰变 氘 1个质子+1个中子 不会衰变 氚 1个质子+2个中子 会发生β衰变,放出一个电子,自身变成氦-3原子核,半衰期12.32年 很多元素有会衰变的同位素,比如C有C13、C14,O有O18,Rn有Rn222.90号以后的元素普遍会衰变

#李玲炎# 为什么在原子序数小于83的元素中,只有锝和钷没有无放射性的同位素? -
(13691986909): 因为钼-97,钌-99,钕-145和钐-147都不会发生β衰变,且它们的中子数都分别是55和85,所以锝和钷就没有稳定同位素了.

#李玲炎# 在中子足够多的情况下,是不是中子越多半衰期越短?为什么? -
(13691986909): 不是的. 在物理学上,一个放射性同位素的半衰期是指一个样本内,其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间.半衰期越短,代表其原子越不稳定,每颗原子发生衰变的机会率也越高.由于一个原子的衰变是自然地发生,即不能预知何时...

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(13691986909): 高能光子(例如宇宙射线)会在重核附近可以转化为一对电子、正电子 中子和质子在特定的反应(不一定是衰变)中可以放出正负电子对,但必然还有其他产物,具体与实验环境有关