放射性衰變產生的三種射線αβγ，速度最快的是哪個，原因是什麼？

折肱散人2022-02-21 14:27:41

α粒子是氦原子核，相對原子質量為4。002602u，即4。002602×1。6606E-27Kg=6。646721E-27Kg；

β粒子是電子，質量9。109382E-31Kg；

γ粒子就是光子，靜止質量為零。

α衰變中，α粒子能量範圍是4~9MeV；比如釙-210衰變α粒子能量就有5。301MeV，根據動能公式Ek＝½mv²，v＝√（2Ek/m）=√（2×5。301×1。6E-13/6。646721E-27）=1。59755E+07m/s；

β衰變是一個三體問題（β粒子、反中微子、剩餘原子核），動量守恆分衰變能量，所以β粒子是連續譜，能量從零到衰變能Emax都可能，最可幾能量（機率最大）是在Emax的1/3處，比如碳-14衰變，按最大衰變能Emax=156KeV算，不計相對論效應，v=√（2×156×1。6E-16/9。109382E-31）=2。34095E+08m/s；

γ衰變，光子是光速v=c=2。99192E+08m/s。

顯然，三種衰變中，γ衰變發射的光子是光速，最快；α和β衰變，氦原子核和電子的初速度和其初始動能有關，在沒有限定的情況下很難比較二者初速度大小。但氦原子核因為庫侖力作用，其加速度比電子大一些，即速度衰減要快一些。

注：以上計算可以用MeV/c²作單位，那麼計算將被大大簡化。比如電子質量可寫作0。511MeV/c²，則計算v=√（2×0。156MeV÷0。511MeV/c²）=（√（0。61057））c=0。7824c。

【MeV/c²這個單位就是根據愛因斯坦質能方程ΔE=Δmc²來的，Δm=ΔE/c²】