什么是核素-定义

核素

在核物理和核化学中，原子核中含有特定数量的质子和中子的各种原子被称为原子核素．核素还具有其核能状态的特征(如亚稳态核素^242米我)。每个核素用元素的化学符号表示(这指定Z)，原子质量数作为上标。例如，氢(H)由一个电子和一个质子组成。的数量中子在原子核中被称为中子数并且被赋予N象征．原子核中核子的总数，即质子和中子的总数，等于Z + n = a，其中A被称为原子质量数．

因此,符号¹H指的是原子核为一个质子的氢的核素。²H是原子核中有一个中子和一个质子的核素(2H也被称为氘或重氢)。原子等¹H,²原子核中含有相同数量的质子但不同数量的中子(不同的A)的H称为同位素．例如，铀在自然界中有三种同位素²³⁸U，²³⁵U而且²³⁴U．它们的原子核中都有92个质子。但是,而²³⁵U同位素的原子核中有143个中子²³⁸U同位素含有146个中子。稳定的同位素(加上一些不稳定的同位素)是在自然界中自然存在的元素中发现的原子。然而，它们的数量并不相同。某一特定元素的某些同位素比其他同位素更丰富。例如，99.27%的天然铀原子是同位素²³⁸U 0,72%是同位素²³⁵U和0.0055%是同位素²³⁴U.可以看出，所有的核素都可以根据质子数、中子数及其核能状态进行分组:

• 同位素。同位素原子序数相同的核素，因此是相同的元素，但中子数不同。
• 等渗性。等渗性是具有相同中子数的核素，因此是不同的元素，因为它们的质子数必然不同。
• 等压线。等压线是具有相同质量数的核素，因此是不同的元素，因为它们的质子数必然不同。
• 同分异构体。同分异构体是质子数和质量数相等的核素(因此根据定义它们是相同的同位素)，但能量状态不同的核素。

核素的例子

铀

铀是一种自然存在的化学元素，原子序数为92，这意味着在原子结构．化学符号是铀是U．在所有的岩石、土壤、水、植物和动物(包括人类)中，铀的含量通常很低(几ppm -百万分之一)。铀也存在于海水中，可以从海水中回收。铀在某些物质中浓度很高沥青铀矿(最常见的铀矿石)、磷矿矿床和其他矿物。

天然铀主要由同位素组成²³⁸U(99.28%)，因此铀元素的原子质量接近于²³⁸238.03 U同位素(U)。天然铀还包括另外两种同位素:²³⁵U(0.71%)和²³⁴U(0.0054%)。自然界中同位素的丰富是由半衰期的不同造成的。三种天然产生的铀同位素(²³⁸U,²³⁵U和²³⁴U)不稳定．另一方面，这些同位素(除了²³⁴U)属于原始的核素，因为它们的半衰期与地球的年龄相当(~4.5×10⁹年²³⁸U)。

在核反应堆中，我们必须考虑三个人工同位素，²³⁶U，²³³U而且²³²U．它们是由体内的嬗变产生的核反应堆从²³⁵U和²³²Th．

氙

氙是一种自然存在的化学元素，原子序数为54，这意味着原子结构中有54个质子和54个电子。氙的化学符号是Xe．氙甲烷是一种无色、致密、无味的稀有气体，存在于地球大气中，含量极低。

天然氙由八个稳定同位素，¹²⁴Xe (0.095%),¹²⁶Xe (0.089%),¹²⁸Xe (1.91%),¹²⁹Xe (26.4%),¹³⁰Xe (4.07%),¹³¹Xe (21.23%),¹³²Xe (26.91%),¹³⁴Xe(10.44%)和一种半衰期很长的同位素¹³⁶Xe(8.86%)。

在核工业中，特别是人工核工业氙135有巨大的影响核反应堆的运行．对于物理学家和反应堆操作人员来说，了解反应堆中产生和去除氙的机制，以预测反应堆在功率水平变化后的反应，是非常重要的。

另一种重要的同位素是氙133它的半衰期为5.2天，它在反应堆冷却剂中的存在(与氙135一起)表明燃料包壳可能出现了故障。一个新的缺陷通常只会导致x -133活性的增加，这是从反应堆冷却剂中测量的。随着缺陷的增大，可溶的、寿命较长的核素，特别是I-131、I-134、Cs-134和Cs-137的释放率将增加。

硼

硼是一种自然存在的化学元素，原子序数为5，这意味着原子结构中有5个质子和5个电子。硼的化学符号是B。

天然硼主要包括两个稳定同位素，¹¹B(80.1%)和¹⁰B (19.9%)．在核工业中，硼通常用作一种添加剂中子吸收剂由于高中子截面的同位素¹⁰B．它的(n,α)反应横截面的热能中子是关于3840年谷仓(对于0.025 eV中子)。同位素¹¹B对热中子的吸收截面约为0.005巴恩(0.025 eV中子)。大多数(n，)反应的热中子10 b (n,α)7伴随0.48 MeV的反应伽马辐射．

此外,同位素¹⁰B沿整个反应截面(n，)高中子能谱．大多数其他元素的横截面在高能时变得非常小，就像镉．的横截面¹⁰B随能量单调递减。为快速中子它的横截面按照谷仓的命令．

参见:

原子