α衰变

α衰变（英语：Alpha decay）是一种放射性衰变。当放射性核素发生α衰变时，会从原子核中射出一个α粒子，α粒子是由2个质子和2个中子组成的复合粒子，即氦-4（4
2He
）的原子核。α衰变发生后，原子核的质量数（A）会减少4个单位，其原子序（Z）也会减少2个单位。^[1][2]其通式为：

α衰变示意图

${\displaystyle _{Z}^{A}X\;\to \;{}_{Z-2}^{A-4}Y\;+\;{}_{2}^{4}{\hbox{He}}}$

下面之反应式是α衰变的一个例子：铀-238通过发射α粒子的衰变形成钍-234的过程可表示为：^[3][2]

${\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\;\to \;{}\ _{\ 90}^{234}Th\ +_{\ 2}^{\ 4}He} }$

上式也可写成下式：

${\displaystyle {}^{238}{\hbox{U}}\;\to \;^{234}{\hbox{Th}}\;+\;\alpha }$

α衰变亦有可能伴随γ射线的发射，例如钋-210α衰变为铅-206时有十万分之一的概率连带发生γ衰变，放出γ射线：^[4][1]

${\displaystyle \mathrm {^{210}_{\ 82}Po\;\to \;{}\ _{\ 80}^{206}Pb\ +_{\ 2}^{\ 4}He\ +\gamma } }$

理论上，比28号元素镍更重的原子核有机会发生α衰变。但实际上，已知会发生α衰变的放射性核素大多为原子序在82以上的元素。^[1]除铍-8外，目前已知可发生α衰变的最轻核素为锑-104（104
51Sb
）。^[5]至于轻质量核素铍-8（8
4Be
）会衰变成两个α粒子，是α发射体中的特例。

α衰变是一种核裂变，为簇衰变（英语：Cluster decay）中最普遍的一种。如同其他簇衰变，α衰变涉及量子物理学中的隧穿效应。和β衰变不同的是α衰变是由强核力力场产生和控制。

一颗α粒子带有5百万电子伏特的动能（约等于一颗α粒子的总能量的0.13%），其移动速度是每秒15,000公里，即是只达到5%光速（光速是时速1,079,252,848.8公里，每秒300,000公里）；由于α粒子相对大的质量，其+2的电荷，以及相对慢的移动速度，它们非常容易和其他原子核等粒子反应并失去能量，因此α粒子在空气中移动几厘米的距离就会被吸收。

地球上大多数的氦气都是来自地下蕴藏的铀、钍及其子核素α衰变产生的氦-4，并作为开采天然气的副产品被带至地表。

参阅

• α粒子
• β衰变
• γ衰变
• 簇衰变（英语：Cluster decay）

参考文献

1. 叶锡溶 蔡长书. 放射化學（第二版）. 台湾台北县: 新文京开发出版股份有限公司. 2008-03-26. ISBN 978-986-150-830-6 （中文（台湾））.
2. 魏明通. 核化學. 五南图书出版股份有限公司. 2005. ISBN 978-957-11-3632-5.
3. Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. Page 119.
4. 210PO A DECAY. Korea Atomic Energy Research Institute. （原始内容存档于2015-02-24）.
5. F.G. Kondev et al 2021 Chinese Phys. C 45 030001