铀不停地衰变,为何在45.5亿年后地球上还有铀?
铀是人类利用核能的重要原料,也是一种会发生衰变的放射性元素,铀为什么会衰变呢?这就要从原子的微观结构讲起了。
众所周知,原子是由原子核和电子构成,而原子核则是由一定数量的质子和中子构成。在拥有多个质子的原子核的内部,存在着两种力量的较量,其中的一方是强相互作用力,其作用是将质子和中子结合在一起,另一方则是电磁力,由于质子都带正电,因此当原子核内存在着多个质子时,它们之间就会产生排斥力。
强相互作用力是宇宙四大基本力中最强的一种,但这种力却是一种短程力,其作用距离仅为10^(-15)米,相比之下,电磁力却是长程力,从理论上来讲,其作用距离是无限的,而这也就意味着,质子之间的排斥力是可以叠加的,而强相互作用力却只能“单打独斗”。
正因为如此,当原子核内部的质子数量达到一定程度的时候,质子之间的排斥力就可以达到足以抗衡强相互作用力的强度,于是原子核就会变得不稳定。
实际上,铀原子核就是属于这种情况,铀是我们能够在自然界中找到的最重元素,其原子序数为92,也就是说,在铀原子核之中的质子数量高达92个,拥有如此多的质子,铀原子核当然也就不稳定了,而这就是铀会发生衰变的原因。
我们知道,宇宙万物都会自发地趋向于稳定状态,铀原子核当然也不例外,那如何才能让自己更稳定呢?一个最有效的途径就是减少自己的质子数量。
然而对于铀原子核这种拥有大量质子和中子的重原子核来讲,想要单独释放质子几乎是一件不可能的事情,因为在重原子核的内部存在着一种“结团效应”,简单来讲就是,在重原子核的内部,质子和中子并没有均匀分布,而是结合成一团一团的,其中最容易结成的团就是由两个质子和两个中子构成的“α结团”。
所以铀原子核就总是会趋向于向外释放出一个“α结团”,是的,这就是我们常听到的“α衰变”,当铀原子核发生“α衰变”之后,就会一次性减少两个质子和两个中子,其原子序数就会减2,进而转变成90号元素——钍,比如说铀-238在发生“α衰变”之后,就会转变成钍-234。
正如我们所知,地球的“年龄”大约为45.5亿年,那么问题就来了,既然铀不停地衰变,那为何在45.5亿年后地球上还有铀呢?其实这很好理解。
铀原子核总是会趋向于衰变,并不代表它马上就会衰变,这其实是有概率的。对于单个铀原子核而言,它何时衰变是不确定的,也就是说,它有可能在1秒钟后就发生衰变,也有可能在1亿年之后才会衰变,但如果观测到的铀原子核数量足够多,它们的衰变就具备了明显的规律。
这里就需要提到“半衰期”的概念了,我们可以将其简单地理解为:一大堆放射性元素的原子核有一半发生衰变所经历的时间。
举个例子,假设有一种放射性元素的半衰期为1秒,那么我们观测2亿个这样的原子核的时候,只需要1秒,就有1亿个原子核会发生衰变,而在下一秒,剩下的1亿个之前没有衰变的原子核中又有5000万个会发生衰变,随着时间的推移,这些原子核就会不断地“减半”,直到其数量小到不再具有统计意义。
相关研究表明,在地球上自然存在的铀只有铀-238、铀-235和铀-234这三种同位素,它们的衰变类型都是“α衰变”,其中铀-238的半衰期最长,大约为44.68亿年,也就是说,在经历了45.5亿年之后,地球上的铀-238其实只衰变了差不多一半。
相对而言,铀-235和铀-234的半衰期更短,分别为大约7.04亿年和24.55万年,不过在45.5亿年的时间里,它们的“减半”次数还不足以让它们在自然界中消失殆尽,只是它们的相对丰度要比铀-238更低,测量数据表明,地球上的铀-238、铀-235和铀-234的相对丰度分别为99.2742%、0.7204%和0.0054%。
简单总结一下就是:虽然铀不停地衰变,但是由于铀有三种同位素的半衰期都相对较长,以至于在45.5亿年后的地球上,我们仍然可以发现它们的踪迹。
值得一提的是,宇宙中的铀元素其实都是在超新星爆发、中子星碰撞这样的高能事件中产生的,在经历了漫长的时间之后,它们中的极小一部分才来到地球,所以地球上的铀其实比我们想象中的还要古老,在来到地球之前,它们其实已经衰变了很长时间了。
铀是人类利用核能的重要原料,也是一种会发生衰变的放射性元素,铀为什么会衰变呢?这就要从原子的微观结构讲起了。
众所周知,原子是由原子核和电子构成,而原子核则是由一定数量的质子和中子构成。在拥有多个质子的原子核的内部,存在着两种力量的较量,其中的一方是强相互作用力,其作用是将质子和中子结合在一起,另一方则是电磁力,由于质子都带正电,因此当原子核内存在着多个质子时,它们之间就会产生排斥力。
强相互作用力是宇宙四大基本力中最强的一种,但这种力却是一种短程力,其作用距离仅为10^(-15)米,相比之下,电磁力却是长程力,从理论上来讲,其作用距离是无限的,而这也就意味着,质子之间的排斥力是可以叠加的,而强相互作用力却只能“单打独斗”。
正因为如此,当原子核内部的质子数量达到一定程度的时候,质子之间的排斥力就可以达到足以抗衡强相互作用力的强度,于是原子核就会变得不稳定。
实际上,铀原子核就是属于这种情况,铀是我们能够在自然界中找到的最重元素,其原子序数为92,也就是说,在铀原子核之中的质子数量高达92个,拥有如此多的质子,铀原子核当然也就不稳定了,而这就是铀会发生衰变的原因。
我们知道,宇宙万物都会自发地趋向于稳定状态,铀原子核当然也不例外,那如何才能让自己更稳定呢?一个最有效的途径就是减少自己的质子数量。
然而对于铀原子核这种拥有大量质子和中子的重原子核来讲,想要单独释放质子几乎是一件不可能的事情,因为在重原子核的内部存在着一种“结团效应”,简单来讲就是,在重原子核的内部,质子和中子并没有均匀分布,而是结合成一团一团的,其中最容易结成的团就是由两个质子和两个中子构成的“α结团”。
所以铀原子核就总是会趋向于向外释放出一个“α结团”,是的,这就是我们常听到的“α衰变”,当铀原子核发生“α衰变”之后,就会一次性减少两个质子和两个中子,其原子序数就会减2,进而转变成90号元素——钍,比如说铀-238在发生“α衰变”之后,就会转变成钍-234。
正如我们所知,地球的“年龄”大约为45.5亿年,那么问题就来了,既然铀不停地衰变,那为何在45.5亿年后地球上还有铀呢?其实这很好理解。
铀原子核总是会趋向于衰变,并不代表它马上就会衰变,这其实是有概率的。对于单个铀原子核而言,它何时衰变是不确定的,也就是说,它有可能在1秒钟后就发生衰变,也有可能在1亿年之后才会衰变,但如果观测到的铀原子核数量足够多,它们的衰变就具备了明显的规律。
这里就需要提到“半衰期”的概念了,我们可以将其简单地理解为:一大堆放射性元素的原子核有一半发生衰变所经历的时间。
举个例子,假设有一种放射性元素的半衰期为1秒,那么我们观测2亿个这样的原子核的时候,只需要1秒,就有1亿个原子核会发生衰变,而在下一秒,剩下的1亿个之前没有衰变的原子核中又有5000万个会发生衰变,随着时间的推移,这些原子核就会不断地“减半”,直到其数量小到不再具有统计意义。
相关研究表明,在地球上自然存在的铀只有铀-238、铀-235和铀-234这三种同位素,它们的衰变类型都是“α衰变”,其中铀-238的半衰期最长,大约为44.68亿年,也就是说,在经历了45.5亿年之后,地球上的铀-238其实只衰变了差不多一半。
相对而言,铀-235和铀-234的半衰期更短,分别为大约7.04亿年和24.55万年,不过在45.5亿年的时间里,它们的“减半”次数还不足以让它们在自然界中消失殆尽,只是它们的相对丰度要比铀-238更低,测量数据表明,地球上的铀-238、铀-235和铀-234的相对丰度分别为99.2742%、0.7204%和0.0054%。
简单总结一下就是:虽然铀不停地衰变,但是由于铀有三种同位素的半衰期都相对较长,以至于在45.5亿年后的地球上,我们仍然可以发现它们的踪迹。
值得一提的是,宇宙中的铀元素其实都是在超新星爆发、中子星碰撞这样的高能事件中产生的,在经历了漫长的时间之后,它们中的极小一部分才来到地球,所以地球上的铀其实比我们想象中的还要古老,在来到地球之前,它们其实已经衰变了很长时间了。
情绪是一种能量的传递。
① 我们常说的“情绪”一般分为积极情绪和消极情绪,情绪本身并没有好坏之分,它只是一种感受而已。
② 我们要正确看待自己的情绪,知道好情绪和坏情绪就像硬币的两面一样只是一种存在,不排斥它,接受这个现象。
③ 情绪是以一种能量的形式存在,任何过去没有处理的消极情绪,都会积压在我们内心深处,在某个条件下会爆发。
④ 是能量就会传播,如果任由情绪能量的传递,不是伤害自己就是伤害自己身边最亲的人。我们可以善用情绪,合理调控情绪状态,做情绪的主人。
⑤ 中医认为“喜伤心、怒伤干、思伤脾、忧伤肺、恐伤肾”,消极情绪越多的人,身体的各种疾病也会越多。
⑥ 我们需要懂得识别自己的情绪,不管是愤怒、焦虑、紧张还是其他情绪,我们都要正确地去化解它。
不要让家人或朋友成为自己情绪的出气筒,这不仅会伤害身边人,也会给我们内心带来愧疚感和罪恶感。
⑦ 从情绪的特性来说,如果某种情绪没有被及时合理地处理掉,它不会随着时间的推移而褪去,时间只会把它掩藏起来。
掩藏的情绪就好比一瓶被晃动的汽水,瓶盖被拧开的刹那,气体就会跟着饮料喷涌而出。
⑧ 如果某种情绪已经严重影响了正常生活,我们一定要改变自己的某种期待。
在各种关系中,如果我们对某个人有不切实际的期待,会对他造成很大的压力和束缚。即使是自己的爱人或孩子,我们也不能把自己的期待强加于他们。
无论如何我们都要明白:我负责我的期待,我的期待只是我的,别人没有义务和责任一定要满足我的期待。
⑨ 我们要对自己的情绪负责,首先要做的就是接纳自己当下的状况。
如果我们不能接纳自己当下的状况,烦恼就会接连不断,要知道,抗拒永远无法让我们内心获得安宁,也无法让我们获得成长。
/ 《情绪自救》(七天自我疗愈第一天)
#读书笔记##用读书来解决生活的烦恼#
① 我们常说的“情绪”一般分为积极情绪和消极情绪,情绪本身并没有好坏之分,它只是一种感受而已。
② 我们要正确看待自己的情绪,知道好情绪和坏情绪就像硬币的两面一样只是一种存在,不排斥它,接受这个现象。
③ 情绪是以一种能量的形式存在,任何过去没有处理的消极情绪,都会积压在我们内心深处,在某个条件下会爆发。
④ 是能量就会传播,如果任由情绪能量的传递,不是伤害自己就是伤害自己身边最亲的人。我们可以善用情绪,合理调控情绪状态,做情绪的主人。
⑤ 中医认为“喜伤心、怒伤干、思伤脾、忧伤肺、恐伤肾”,消极情绪越多的人,身体的各种疾病也会越多。
⑥ 我们需要懂得识别自己的情绪,不管是愤怒、焦虑、紧张还是其他情绪,我们都要正确地去化解它。
不要让家人或朋友成为自己情绪的出气筒,这不仅会伤害身边人,也会给我们内心带来愧疚感和罪恶感。
⑦ 从情绪的特性来说,如果某种情绪没有被及时合理地处理掉,它不会随着时间的推移而褪去,时间只会把它掩藏起来。
掩藏的情绪就好比一瓶被晃动的汽水,瓶盖被拧开的刹那,气体就会跟着饮料喷涌而出。
⑧ 如果某种情绪已经严重影响了正常生活,我们一定要改变自己的某种期待。
在各种关系中,如果我们对某个人有不切实际的期待,会对他造成很大的压力和束缚。即使是自己的爱人或孩子,我们也不能把自己的期待强加于他们。
无论如何我们都要明白:我负责我的期待,我的期待只是我的,别人没有义务和责任一定要满足我的期待。
⑨ 我们要对自己的情绪负责,首先要做的就是接纳自己当下的状况。
如果我们不能接纳自己当下的状况,烦恼就会接连不断,要知道,抗拒永远无法让我们内心获得安宁,也无法让我们获得成长。
/ 《情绪自救》(七天自我疗愈第一天)
#读书笔记##用读书来解决生活的烦恼#
有了这种功夫,等于得到了无价宝(宣化上人)
我为人处事的座右铭
各位善信:如果每个人都有慈悲心,还能看到众生有不对的事情吗?还能欢喜谁、厌恶谁、谁善谁恶,生这些分别心吗?
世间上的事,各人的立场不同、思想不同,因此就有各个的意见分歧,形成彼此是非的对立争执,甚而敌视、排斥、诽谤,进而演出流血的残杀。这些都是由于没有慈悲心,没有容人的雅量,我见太深、瞋心太重的缘故。假设人人都有尽虚空、遍法界的海量,那还会有什么我是你非的对错争论?
我常常对你们讲:厕所是最不干净的地方,世界上能否不要厕所呢?我想大家都知道这是不可能的。不论贫富贵贱的人,都希望吃珍馐美味的干净食物,但吃进胃里经过消化的新陈代谢,排出来的就是人人都不愿看,很臭的脏东西。这时,你若不用厕所来作转运,还用什么方法可以解决呢?
毒蛇猛兽是害人的,但上天有好生之德,你能把它们除掉吗?所以我们不要少见多怪,不要尽看人家的不是,不要把人家的一举一动都向坏处想,要养成容人的雅量。尤其是修道出家人,更应该有慈悲心、容人量,好人恶人一律平等看待,用慈悲心去感化坏人。
坏人才是我们教化的对象,修积善根功德,就在坏人身上最见功效!尤其是不能见人有过失就舍弃人家,别人不如我的心意就排斥人家。这样是滋长瞋恨心,自灭菩提苗芽!
我有几句很浅陋的话,也可说是我为人处事的座右铭,说给你们听听。你们如果觉得对,不妨也照着做。你们如果认为不合意,那你们可以立出更好的标准。
事事都好去,烦恼难断了;
真能不生气,就得无价宝。
再要不怨人,万事都能好;
烦恼永不生,瞋恨消除了,
冤业从哪找?
常瞅人不对,自己苦没了。
“事事都好去”:什么事都可以没有。
“烦恼难断了”:只有烦恼最难断尽。
“真能不生气”:如果你真地不生别人的气。
“就得无价宝”:不生气就是无价宝。不管什么境界,善恶好坏,甚至遭人打骂,都不生气——逆来顺受,修忍辱的功夫。这等于得了无价宝,就成了富可敌国的大富翁。
“再要不怨人”:再进一步不怨天尤人。
“万事都能好”:这时你心境宽广泰然,事事都觉得顺心如意。
“烦恼永不生”:事事都如意,怎会有烦恼生起呢?
“瞋恨消除了”:因为心量宽宏,能容人让人,瞋恨心根本无处生起,那不就自然消除无余了?
“冤业从哪找”:你既不瞋恨别人,又不妒忌人家,到处一团和气。走到哪儿都是春风和煦,人人亲近你,哪还会有冤家对头?
“常瞅人不对”:你老觉得这人也不对劲,看那个人也不顺眼;专门钻牛角尖,在鸡蛋里挑骨头,满心怨气,这不是、那不对的。
“自己苦没了”:左也不对、右也不好,时时烦恼,动辄发脾气——这不是自找苦吃,无人能代替!
大慈大悲的菩萨,他对众生从不苛求。众生好,他发欢喜心;众生有过错,他发慈悲心,以众生之过为己过——所以说诸佛菩萨不见众生过。
【编注】恭录自《宣化上人開示錄(二)》
我为人处事的座右铭
各位善信:如果每个人都有慈悲心,还能看到众生有不对的事情吗?还能欢喜谁、厌恶谁、谁善谁恶,生这些分别心吗?
世间上的事,各人的立场不同、思想不同,因此就有各个的意见分歧,形成彼此是非的对立争执,甚而敌视、排斥、诽谤,进而演出流血的残杀。这些都是由于没有慈悲心,没有容人的雅量,我见太深、瞋心太重的缘故。假设人人都有尽虚空、遍法界的海量,那还会有什么我是你非的对错争论?
我常常对你们讲:厕所是最不干净的地方,世界上能否不要厕所呢?我想大家都知道这是不可能的。不论贫富贵贱的人,都希望吃珍馐美味的干净食物,但吃进胃里经过消化的新陈代谢,排出来的就是人人都不愿看,很臭的脏东西。这时,你若不用厕所来作转运,还用什么方法可以解决呢?
毒蛇猛兽是害人的,但上天有好生之德,你能把它们除掉吗?所以我们不要少见多怪,不要尽看人家的不是,不要把人家的一举一动都向坏处想,要养成容人的雅量。尤其是修道出家人,更应该有慈悲心、容人量,好人恶人一律平等看待,用慈悲心去感化坏人。
坏人才是我们教化的对象,修积善根功德,就在坏人身上最见功效!尤其是不能见人有过失就舍弃人家,别人不如我的心意就排斥人家。这样是滋长瞋恨心,自灭菩提苗芽!
我有几句很浅陋的话,也可说是我为人处事的座右铭,说给你们听听。你们如果觉得对,不妨也照着做。你们如果认为不合意,那你们可以立出更好的标准。
事事都好去,烦恼难断了;
真能不生气,就得无价宝。
再要不怨人,万事都能好;
烦恼永不生,瞋恨消除了,
冤业从哪找?
常瞅人不对,自己苦没了。
“事事都好去”:什么事都可以没有。
“烦恼难断了”:只有烦恼最难断尽。
“真能不生气”:如果你真地不生别人的气。
“就得无价宝”:不生气就是无价宝。不管什么境界,善恶好坏,甚至遭人打骂,都不生气——逆来顺受,修忍辱的功夫。这等于得了无价宝,就成了富可敌国的大富翁。
“再要不怨人”:再进一步不怨天尤人。
“万事都能好”:这时你心境宽广泰然,事事都觉得顺心如意。
“烦恼永不生”:事事都如意,怎会有烦恼生起呢?
“瞋恨消除了”:因为心量宽宏,能容人让人,瞋恨心根本无处生起,那不就自然消除无余了?
“冤业从哪找”:你既不瞋恨别人,又不妒忌人家,到处一团和气。走到哪儿都是春风和煦,人人亲近你,哪还会有冤家对头?
“常瞅人不对”:你老觉得这人也不对劲,看那个人也不顺眼;专门钻牛角尖,在鸡蛋里挑骨头,满心怨气,这不是、那不对的。
“自己苦没了”:左也不对、右也不好,时时烦恼,动辄发脾气——这不是自找苦吃,无人能代替!
大慈大悲的菩萨,他对众生从不苛求。众生好,他发欢喜心;众生有过错,他发慈悲心,以众生之过为己过——所以说诸佛菩萨不见众生过。
【编注】恭录自《宣化上人開示錄(二)》
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