几乎所有元素都可被制成放射性同位素

By | 2025-04-21

碳14可以衰变 钾-40可以衰变

并非所有元素都有天然存在的放射性同位素,但几乎所有元素(除了少数例外)都有至少一种不稳定的同位素,可以通过人工方式产生并发生衰变。

1. 稳定元素 vs. 放射性元素

  • 稳定元素:某些元素(如铍-9、氟-19、钠-23等)的所有天然同位素都是稳定的,不会自发衰变。它们的原子核结合能足够强,目前未观测到衰变现象。
  • 放射性元素:所有原子序数 ≥ 84(钋及以上)的元素在自然界中均为放射性,没有稳定同位素。

2. 人工放射性同位素

即使天然稳定的元素,也可以通过核反应人工制造不稳定的同位素。例如:

  • 碳-14(天然存在):碳的稳定同位素是碳-12和碳-13,但碳-14是放射性同位素。
  • 氢-3(氚):氢的天然同位素氕(H-1)和氘(H-2)稳定,但氚(H-3)会β衰变。
  • 铁-60:自然界中铁以稳定同位素为主,但铁-60(半衰期260万年)可通过超新星产生。

3. 无放射性同位素的元素

极少数轻元素的所有已知同位素均稳定,例如:

  • 铍(Be):唯一稳定同位素是铍-9。
  • 氟(F):唯一稳定同位素是氟-19。
  • 钠(Na):唯一稳定同位素是钠-23。
    但需注意,这些元素仍可能通过人工核反应生成极短寿命的放射性同位素(如钠-24,半衰期15小时)。

4. 总结

  • 天然存在:并非所有元素都有天然放射性同位素。
  • 人工制备:几乎所有元素都可被制成放射性同位素。
  • 例外:极少数轻元素(如Be、F、Na)的所有天然同位素绝对稳定,但人工同位素可能不稳定。