碳14怎麼引起的

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碳14怎麼引起的

碳14的形成主要有兩種方式:一是C¹³(d,p)C¹⁴,可以在加速器裏產生二是N¹⁴(p,n)C¹⁴,由宇宙射線撞擊產生。

題主的意思是問為什麼通過這些高能粒子的撞擊反應,正好能產生碳14而不是把整個原子核破壞掉

要回答這個問題,首先要了解碳14核的結構。

在核物理學中,依據結團模型,碳12核是由3個阿爾法結團(He⁴)構成的,結合能是7.27兆電子伏特,3個阿爾法結團呈正三角形排列,形成了一個非常穩定的結構。

3個阿爾法結團再耦合1箇中子,形成C¹³,這也是個穩定核素,只是丰度較低C¹³再耦合一箇中子就形成了C¹⁴。由於C¹⁴是在C¹²核芯(3阿爾法結團)上耦合兩個n構成的,這個結構不太穩定,半衰期為5730年。

C¹⁴的衰變方式是:其中的一個n通過發射β⁻衰變成為一個質子p,C¹⁴衰變為穩定的N¹⁴。從結團模型的角度看,N¹⁴的結構是3個阿爾法結團(a)+1個d結團(1n1p),因而是穩定的。

在低能條件下,人們主要是通過改變C¹²核芯外耦合的兩個核子來製備C¹⁴的,對C¹²核芯本身並不做改變。改變這兩個核子的屬性,無外乎產生以下幾種核素:

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

其中的a代表阿爾法結團(2n2p),而N¹³和O¹⁴都是放射性核素,半衰期只有幾分鐘。

在高能條件下,反應會比較複雜,C¹²核芯也有可能被破壞掉。

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