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碳14怎么引起的

碳14怎么引起的

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碳14的形成主要有两种方式:一是C¹³(d,p)C¹⁴,可以在加速器里产生二是N¹⁴(p,n)C¹⁴,由宇宙射线撞击产生。

题主的意思是问为什么通过这些高能粒子的撞击反应,正好能产生碳14而不是把整个原子核破坏掉

回答这个问题,首先要了解碳14核的结构。

在核物理学中,依据结团模型,碳12核是由3个阿尔法结团(He⁴)构成的,结合能是7.27兆电子伏特,3个阿尔法结团呈正三角形排列,形成了一个非常稳定的结构。

3个阿尔法结团再耦合1个中子,形成C¹³,这也是个稳定核素,只是丰度较低C¹³再耦合一个中子就形成了C¹⁴。由于C¹⁴是在C¹²核芯(3阿尔法结团)上耦合两个n构成的,这个结构不太稳定,半衰期为5730年。

C¹⁴的衰变方式是:其中的一个n通过发射β⁻衰变成为一个质子p,C¹⁴衰变为稳定的N¹⁴。从结团模型的角度看,N¹⁴的结构是3个阿尔法结团(a)+1个d结团(1n1p),因而是稳定的。

在低能条件下,人们主要是通过改变C¹²核芯外耦合的两个核子来制备C¹⁴的,对C¹²核芯本身并不做改变。改变这两个核子的属性,无外乎产生以下几种核素:

C¹³:3a+n,C¹⁴:3a+2n,N¹³:3a+p,N¹⁴:3a+d,O¹⁴:3a+2p。

其中的a代表阿尔法结团(2n2p),而N¹³和O¹⁴都是放射性核素,半衰期只有几分钟

在高能条件下,反应会比较复杂,C¹²核芯也有可能被破坏掉。

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