什么是核反应原理？

核反应

nuclear reaction

定义：原子核与原子核之间，或者原子核与其他粒子（如中子、γ光子等）之间的相互作用所引起的各种变化。

学科：化学_放射化学_一般术语

相关名词：同位素 半衰期 原子序数

图片来源：视觉中国

自然界中有些元素的原子核是不稳定的，能够自发地放射出粒子或电磁辐射。这种性质就是我们常说的放射性。原子序数（元素在周期表中的序号）在83（铋）及以上的元素都有放射性，一些原子序数小于83的元素（如锝）也有放射性。

原子核转变有两种情况：一种是自发进行的核转变，称为核衰变或放射性衰变；另一种是外因引发的核转变（如利用α粒子或中子轰击某些原子核），称为诱导核反应（如核裂变、核聚变）。在书写时，通常把某一核素的原子序数（或质子数）写在元素符号的左下角，把原子核的质量数写在元素符号的左上角。

核反应与普通的化学反应主要有以下不同：1.元素的核反应与它的化学状态无关。例如，铀单质和铀化合物的核反应没有什么差别；2.核反应中，核内质子数发生了变化，导致参加反应的元素发生变化；3.核反应的能量变化大得多，且反应速率不受外界因素（如温度、浓度、压力、催化剂等）的影响。

放射性元素的衰变大致可分为4种类型，即α衰变、β衰变、正电子衰变、核电子俘获。元素的放射性越强，它的半衰期就越短。半衰期是指放射性元素衰变到原来数量的一半所需要的时间。

在大气中，氮-14受到中子的高能辐射而转化为碳-14的核反应不断发生。由上述核反应得到的碳-14与大气中的二氧化碳进行取代反应达成平衡时，碳-14和碳-12有固定的比值。活着的生物体由于吸收大气中的二氧化碳，其体内碳-14和碳-12的比值与大气中这两种同位素的比值是相同的。生物体死亡后，它就与大气停止了交换，因为碳-14会发生衰变，于是生物体内碳-14和碳-12的比值便不断下降。考古学者常常根据碳-14的半衰期，测定古生物残骸内碳-14和碳-12的比值，并与活的生物体内的相应比值进行比较，来判断古生物死亡的年代。